JP2006231111A - フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 製造コストを上昇させることなく、フィルタ有効面積を拡大することができ、その結果、流体に含まれる被捕集物の捕集に伴うフィルタ抵抗の上昇を抑制することができるフィルタを提供する。
【解決手段】流体が内部を流れる際に、流体に含まれる被捕集物を捕集するフィルタ１であって、流体流れ方向に延びる枠体により形成されるケーシング２と、ケーシング２の内面に対して空隙をおいて設けられるとともに、流体流れ方向の下流側で開口した空間が内部に形成され、少なくともケーシング２の内面と対向する面が、流体が通過するフィルタ面となり、そのフィルタ面の総面積が内部空間における側面の総面積よりも大きいフィルタ壁部３と、フィルタ壁部３の周囲の空隙をケーシング２の下流側で閉じる下流側閉鎖部３ｃと、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばディーゼルエンジンの排ガスを浄化するＤＰＦ装置などに用いられ、流体としての排ガスに含まれるススなどを捕集するフィルタに関する。

一般に、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）装置は、ディーゼルエンジンの排気管などに設けられ、排ガスに含まれる粒子状物質であるススなどを捕集することにより、大気中へのススの放出を防止するものである。このようなＤＰＦ装置のフィルタは、多孔質のセラミックなどで構成されており、従来、例えば特許文献１および２に開示されたものが知られている。なお、以下の説明では、本発明との対比を容易にするために、互いに外形およびサイズが同一のフィルタをそれぞれ図示して説明するものとする。

図７は、特許文献１のフィルタを示している。同図に示すように、このフィルタ１１は、角柱状に形成されており、その内部の所定スペース、具体的には、同図（ａ）〜（ｃ）の二点鎖線で囲まれたスペース（以下、本明細書において「フィルタスペースＦＳ」という）には、格子状に配置された仕切壁１２によって、複数（図７では縦４列、横４列の計１６個）の排ガス通路１３が画成され、フィルタ１１の長さ方向に沿って、互いに平行に延びている。各排ガス通路１３は、その横断面がほぼ正方形に形成され、一端部が開放するとともに他端部が閉鎖している。具体的には、排ガスが流入する上流側（同図（ｂ）、（ｄ）の左側）の端部が開放した排ガス通路１３（以下「流入通路１３Ａ」という）は、下流側（同図（ｂ）、（ｄ）の右側）の端部が閉鎖し、フィルタスペースＦＳに８つ設けられている。逆に、下流側の端部が開放した排ガス通路１３（以下「流出通路１３Ｂ」という）は、上流側の端部が閉鎖し、上記流入通路１３Ａと同様に、フィルタスペースＦＳに８つ設けられている。そして、これらの流入通路１３Ａおよび流出通路１３Ｂは、交互に隣接するように、市松模様状に配置されている。

このように構成されたフィルタ１１では、流入通路１３Ａと流出通路１３Ｂとを仕切る仕切壁１２が、排ガスを浄化するための実質的なフィルタとしての役割を果たす。すなわち、図７（ｄ）に示すように、開口１３ａを介して流入通路１３Ａに流入した排ガスは、仕切壁１２の多数の細孔（図示せず）を通って流出通路１３Ｂに流れ、開口１３ｂを介して、フィルタ１１の外部に排出される。このように、排ガスがフィルタ１１を通過する際に、排ガス中のススなどが仕切壁１２に捕集され、これにより、排ガスが浄化される。なお、図７（ｄ）などに示す矢印は、排ガスが流れる向きを示し、また、「○」の内側に「×」を表記した記号は、図面の表側から裏側に向かって、「・」を表記した記号は、図面の裏側から表側に向かって、排ガスが流れることを示している。

また、上記フィルタ１１を製造する場合にはまず、所定の材料を押出成形することにより、完成時に排ガス通路１３となる複数の貫通した通路を有する半製品フィルタを作製する。その後、半製品フィルタの両端面において、各通路の一方の開口を閉鎖する加工処理を施すことにより、流入通路１３Ａおよび流出通路１３Ｂを前述したように形成する。

一方、図８は、特許文献２のフィルタを示している。同図に示すように、このフィルタ２１のフィルタスペースＦＳには、所定の形状に配置された仕切壁２２により、複数の排ガス通路２３がフィルタ２１に沿って延びるように画成されている。具体的には、これらの排ガス通路２３は、上流側（同図（ｂ）、（ｄ）の左側）の端部が開放し、下流側（同図（ｂ）、（ｄ）の右側）の端部が閉鎖した複数の流入通路２３Ａと、逆に、下流側の端部が開放し、上流側の端部が閉鎖した複数の流出通路２３Ｂとで構成されている。同図（ｄ）に示すように、各流入通路２３Ａを構成する上下の仕切壁２２ａ、２２ｂは、下流側に向かって互いに接近し、両者の下流側の端部同士が接合している。そして、上下方向に隣接する流入通路２３Ａ、２３Ａの間、これに加えて、流入通路２３Ａとフィルタ２１の上側および下側の外壁２１ｃとの間に、流出通路２３Ｂがそれぞれ画成されている。このように、フィルタ２１では、各流入通路２３Ａおよび流出通路２３Ｂが、開放した端部から閉鎖した端部に向かって高さ寸法が短くなる楔状に形成されている。

また、フィルタ２１では、図８（ａ）、（ｃ）に示すように、左右方向に隣接する流入通路２３Ａ同士、および流出通路２３Ｂ同士が、上下方向に半ピッチずれていて、流入通路２３Ａおよび流出通路２３Ｂが、左右の一方の側に縦に４つ、他方の側に縦に５つずつ配置されている。縦に５つ配置された流入通路２３Ａの最上位および最下位のものは、他の流入通路２３Ａに対し、高さが半分に形成されていて、このことは、流出通路２３Ｂも同様である。したがって、フィルタ２１のフィルタスペースＦＳに形成された流入通路２３Ａおよび流出通路２３Ｂの実質的な数は、上記特許文献１のフィルタ１１のそれらと同じ８つずつである。

上記のように構成されたフィルタ２１では、特許文献１のフィルタ１１と同様に、流入通路２３Ａと流出通路２３Ｂとを仕切る仕切壁２２が、実質的なフィルタとしての役割を果たす。すなわち、図８（ｄ）に示すように、開口２３ａを介して流入通路２３Ａに流入した排ガスは、上下の仕切壁２２ａ、２２ｂ、および中央の仕切壁２２ｃの多数の細孔（図示せず）を通って流出通路２３Ｂに流れ、開口２３ｂを介して、フィルタ２１の外部に排出される。このように、排ガスがフィルタ２１を通過する際に、特許文献１のフィルタ１１と同様に、排ガスが浄化される。

また、上記フィルタ２１の中央の仕切壁２２ｃでは、流入通路２３Ａと流出通路２３Ｂを仕切る部分のみが、実質的なフィルタとして機能し、それ以外の部分は、フィルタとして機能しない。これは、中央の仕切壁２２ｃの同じ通路同士を仕切る部分、すなわち流入通路２３Ａ、２３Ａ同士を仕切る部分、および流出通路２３Ｂ、２３Ｂ同士を仕切る部分では、それらの部分の両側の通路間における排ガスの圧力が同一になるため、排ガスの移動が生じないからである。

以上のように、両フィルタ１１、２１では、フィルタスペースＦＳに配置された仕切壁１２、２２が、実質的なフィルタとしての役割を果たすものの、それら仕切壁１２、２２のフィルタとして有効な部分の面積（以下、本明細書において「フィルタ有効面積」という）は、十分とは言えない。すなわち、両フィルタ１１、２１では、流入通路１３Ａ、２３Ａおよび流出通路１３Ｂ、２３Ｂがそれぞれ、互いに同じ形状およびサイズで形成されているため、フィルタスペースＦＳにおいて、流入通路１３Ａ、２３Ａおよび流出通路１３Ｂ、２３Ｂが占める割合が非常に大きく、そのため、逆に、仕切壁１２、２２が占める割合が非常に小さい。しかも、フィルタ１１では、８つの流出通路１３Ｂのうち、外側に配置された４つの流出通路１３Ｂが、フィルタ１１の外壁１１ｃに面し、一方、フィルタ２１では、８つ全ての流出通路２３Ｂが、フィルタ２１の外壁２１ｃに面している。そのため、各流出通路１３Ｂ、２３Ｂを画成する壁部では、流入通路１３Ａ、２３Ａとの間の仕切壁１２、２２の部分しか、フィルタとして利用できず、フィルタ１１、２１の外壁１１ｃ、２１ｃに面する部分をフィルタとして利用することができない。以上のように、両フィルタ１１、２１では、フィルタ有効面積が不十分である。

また、フィルタ有効面積が不十分である場合には、排ガス中のススなどがフィルタ１１、２１の仕切壁１２、２２に捕集されるに従い、排ガスがフィルタ１１、２１の仕切壁１２、２２を通過する際の抵抗（以下、本明細書において「フィルタ抵抗」という）が増大し、それにより、排気管内のエンジンとフィルタ１１、２１間の排ガスの圧力が上昇する。その結果、エンジンの運転効率が低下してしまう。加えて、フィルタ１１、２１に捕集されたススなどを除去するための燃焼頻度が多くなり、その結果、燃費が悪化してしまう。

フィルタ有効面積を大きくするためには、例えば、フィルタ１１、２１のフィルタスペースＦＳにおいて、流入通路１３Ａ、２３Ａおよび流出通路１３Ｂ、２３Ｂのサイズを小さくし、それらをより多く形成することが有効である。しかし、その場合には、フィルタ１１、２１を製造するための金型などにおいて、各流入通路１３Ａ、２３Ａおよび流出通路１３Ｂ、２３Ｂを形成するための部分を微細化するとともに、その部分の強度を高める必要があるため、金型の製造コストが高くなり、その結果、フィルタ１１、２１の製造コストの上昇を招いてしまう。特に、フィルタ１１を製造する場合には、押出成形で形成された各通路の一端部の開口を閉鎖する加工処理が必要であるため、流入通路１３Ａおよび流出通路１３Ｂが増えた場合には、より多くの開口に対して加工処理を施さなければならず、製造コストがより上昇する。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、製造コストを上昇させることなく、フィルタ有効面積を拡大することができ、その結果、流体に含まれる被捕集物の捕集に伴うフィルタ抵抗の上昇を抑制することができるフィルタを提供することを目的とする。

特開２００３−２４７４１２号公報 特開２００２−３１７６１８号公報

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、流体が内部を流れる際に、流体に含まれる被捕集物を捕集するフィルタ１であって、流体流れ方向に延びる枠体により形成されるケーシング２と、ケーシング２の内面に対して空隙（実施形態における（以下、本項において同じ）流入通路４）をおいて設けられるとともに、流体流れ方向の下流側で開口した空間（流出通路５）が内部に形成され、少なくともケーシング２の内面と対向する面が、流体が通過するフィルタ面となり、そのフィルタ面の総面積が内部空間（流出通路５）における側面の総面積よりも大きいフィルタ壁部３と、フィルタ壁部３の周囲の空隙（流入通路４）をケーシング２の下流側で閉じる下流側閉鎖部３ｃと、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、ケーシングの内面に対し空隙をおいてフィルタ壁部が設けられることにより、ケーシングの内面とフィルタ壁部の間の空隙が、流体が流入する通路（以下、本明細書において「流入通路」という）となり、その下流側が下流側閉鎖部によって閉じられる。一方、フィルタ壁部の内部の空間が、その下流側で開口し、流体が流出する通路（以下、本明細書において「流出通路」という）となる。このフィルタ壁部では、少なくともケーシングの内面と対向する面が、流体が通過するフィルタ面となり、そのフィルタ面の総面積が流出通路の側面の総面積よりも大きくなっている。このようなフィルタに、被捕集物を含む流体が流れる際には、流入通路に流入した流体が、フィルタ壁部を介して、その内部の流出通路に流れ、下流側の開口を介して外部に流出するとともに、流体中の被捕集物がフィルタ壁部に捕集される。

上記のように、このフィルタでは、フィルタ壁部によって、流入通路と流出通路とが仕切られていて、流入通路に流入した流体は、フィルタ壁部全体を介して流出通路に流れるので、フィルタ壁部全体を実質的なフィルタとして機能させることができる。また、フィルタ壁部の外面であるフィルタ面の総面積（フィルタ有効面積）が、流出通路の側面、すなわちフィルタ壁部の内面の総面積よりも大きい。その結果、前述した従来のフィルタでは、仕切壁における流入通路側の面積と、流出通路側の面積が同じであるのに対し、上記構成のフィルタでは、フィルタ壁部のフィルタ面の面積、すなわち被捕集物を捕集する流入通路側の面積が、フィルタ壁部の内面の面積、すなわち流出通路側の面積よりも大きいので、被捕集物の捕集に伴うフィルタ抵抗の上昇を効果的に抑制することができる。しかも、フィルタ壁部を大きく形成することにより、流出通路の数を増加させることなく、従来のフィルタに比べて、フィルタ有効面積を拡大することができる。その結果、フィルタの初期の圧力損失を低減できるとともに、流体中の被捕集物の捕集に伴うフィルタ抵抗の上昇を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、流体が内部を流れる際に、流体に含まれる被捕集物を捕集するフィルタ１であって、流体流れ方向に延びる枠体により形成されるケーシング２と、ケーシング２の内面に対して空隙（流入通路４）をおいて設けられ、空隙（流入通路４）に側面全体が晒されるとともに、流体流れ方向の下流側で開口した空間（流出通路５）が内部に形成されるフィルタ壁部３と、フィルタ壁部３の周囲の空隙（流入通路４）をケーシング２の下流側で閉じる下流側閉鎖部３ｃと、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、上記請求項１と同様に、ケーシング内にフィルタ壁部が設けられることにより、ケーシングの内面とフィルタ壁部の間の空隙が流入通路となる一方、フィルタ壁部の内部の空間が流出通路となる。このフィルタでは、請求項１と同様に、フィルタ壁部全体を実質的なフィルタとして機能させることができ、フィルタ壁部の外側に流入通路が配置され、内側に流出通路が配置されるので、フィルタ壁部の内面よりも大きい外面がフィルタ有効面積となる。したがって、上記構成のフィルタによれば、上述した請求項１と同様の作用、効果を得ることができる。また、フィルタ壁部は、その側面全体が、ケーシングの内面との空隙に晒されるので、その空隙である流入通路が一つに連なった状態となり、それにより、流入通路に流入した流体を、フィルタ壁部の側面全体を介して、流出通路に円滑に流すことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のフィルタにおいて、フィルタ壁部３は、互いに間隔を隔てて複数設けられることを特徴とする。

この構成によれば、フィルタ壁部が、互いに間隔を隔てて複数設けられるので、フィルタ壁部が１つのみ設けられる場合に比べて、フィルタ壁部のフィルタ面の面積、すなわちフィルタ有効面積を、より拡大することができる。また、ケーシングと複数のフィルタ壁部の間の流入通路に加えて、フィルタ壁部同士の間にも流入通路が画成されるので、流入通路が増加し、その結果、流体が流入通路を流れる際の抵抗（以下、本明細書において「通路抵抗」という）を低減することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のフィルタにおいて、フィルタ壁部３の周囲の空隙（流入通路４）の断面積を下流に向かうに従って狭くし、フィルタ壁部３の内部空間（流出通路５）の断面積を下流に向かうに従って広くしたことを特徴とする。

通常、流体がフィルタを流れる際、流入通路では、その流体の流量が、流入通路の上流側で多く、流体がフィルタ壁部を介して流入通路から流出通路に流れることで、流入通路の下流側で次第に少なくなる。一方、流出通路では、流入通路から流出通路に流れた流体が、流出通路の下流側に向かって集まるため、流体の流量が、流出通路の下流側で次第に多くなる。したがって、上記構成によれば、フィルタ壁部の周囲の空隙である流入通路の断面積を下流側に向かうに従って狭くし、フィルタ壁部の内部空間である流出通路の断面積を下流側に向かうに従って広くするので、流入通路および流出通路の形状が、上述した流体の流量の変化に合致し、それにより、フィルタに対し、流体を効率良く円滑に通過させることができる。また、流出通路の数を増加させることなくフィルタ有効面積を拡大するためには、フィルタ壁部はできるだけ大きく形成することが好ましく、具体的には、通路抵抗がフィルタ抵抗と同程度になるまで、フィルタ壁部を大きく形成することが好ましい。この際、フィルタ壁部を単純に拡大すると、通路抵抗が増加するが、流入通路および流出通路を上記のように形成することで、通路抵抗の増加を抑制でき、通路抵抗とフィルタ有効面積のバランスを良好にとることができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のフィルタにおいて、フィルタ壁部３および下流側閉鎖部３ｃは、多孔質セラミックで構成されることを特徴とする。

この構成によれば、フィルタ壁部および下流側閉鎖部が、多孔質セラミックで構成されるので、フィルタ壁部の外面に加えて、下流側閉鎖部の内面もフィルタ面として機能させることができ、それにより、ケーシング内のフィルタ有効面積を、より拡大することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態によるフィルタを示している。このフィルタ１は、ディーゼルエンジンに接続された排気管に設けられるＤＰＦ装置（いずれも図示せず）などに適用されるものであり、エンジンからの排ガス（流体）が排気管内を流れ、ＤＰＦ装置を通過する際に、排ガスに含まれる粒子状物質であるスス（被捕集物）などを捕集することにより、排ガスを浄化する。なお、詳細な説明は省略するが、このフィルタ１は、例えばコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）などの多孔質セラミックから成り、所定の成形加工、例えば、スラリー化した材料を型に流し込み、有機溶剤で固めた後、焼成することなどによって製造される。

図１に示すように、フィルタ１は、図示しない排気管に沿って若干横長に延び、上流側（同図（ｂ）、（ｄ）の左側）の端部が開放した角筒状のケーシング２と、その内側に配置され、ケーシング２と同様に延びる複数の角筒状のフィルタ壁部３とを備えている。なお、このフィルタ１は、前述した特許文献１、２のフィルタ１１、２１との比較の便宜上、それらと外形およびサイズが同一に形成されているとともに、ケーシング２の内側のスペースの形状およびサイズもまた、上記フィルタ１１、２１のフィルタスペースＦＳと同一であるものとする。

フィルタ壁部３は、図１（ａ）に示すように、縦４列、横２列の計８つ設けられ、それぞれが互いに所定の間隔を隔て且つケーシング２の周壁部２ａから所定の間隔を隔てた状態で、並設されている。また、各フィルタ壁部３は、厚さが比較的薄く、長さ方向（同図（ｂ）、（ｄ）の左右方向）にわたり、横断面が一定の横長矩形状に形成された周壁部３ａを有し、その上流側の端部（以下「上流側閉鎖部３ｂ」という）が閉鎖するとともに下流側の端部が開放している。さらに、各フィルタ壁部３の周壁部３ａの下流側の端部は、ケーシング２の周壁部２ａの下流側の端部に、下流側閉鎖部３ｃを介して接合されている。

そして、フィルタ１には、上記ケーシング２および８つのフィルタ壁部３により、上流端が開放するとともに、下流端が上記下流側閉鎖部３ｃで閉鎖された流入通路４が画成されている。より具体的には、ケーシング２の周壁部２ａと各フィルタ壁部３の周壁部３ａとの隙間、および互いに隣接するフィルタ壁部３、３の周壁部３ａ、３ａ同士の隙間が、上記流入通路４であり、フィルタ１を上流側から見たときの流入通路４の形状（図１（ａ）に示す形状）が、格子状に形成されている。また、各フィルタ壁部３の周壁部３ａの内側には、上流端が上記上流側閉鎖部３ｂで閉鎖されるとともに、下流端が開放し、上流側から下流側にわたり、横断面が一定の横長矩形状の流出通路５が画成されている。このように、このフィルタ１では、流入通路４が各流出通路５を囲むように連通し、また、各フィルタ壁部３の周壁部３ａの横断面において、その周壁部３ａの外周の長さ、すなわち流入通路４側の周長が、周壁部３ａの内周の長さ、すなわち流出通路５側の周長よりも、長く形成されている。つまり、周壁部３ａの外周面の総面積が、内周面の総面積よりも大きく形成されている。なお、フィルタ１に設けられた流出通路５は、前述した特許文献１、２のフィルタ１１、２１のフィルタスペースＦＳに設けられた流出通路１３Ｂ、２３Ｂと同数の８つである。

以上のように構成されたフィルタ１では、８つのフィルタ壁部３が、排ガスを浄化するための実質的なフィルタとしての役割を果たす。つまり、多孔質セラミックから成るフィルタ１では、各フィルタ壁部３が図示しない多数の細孔を有し、各細孔が、気体である排ガスの通過を許容するとともに、排ガス中のススなどを捕集可能に形成されている。したがって、各フィルタ壁部３では、周壁部３ａの外周面、上流側閉鎖部３ｂの外面および下流側閉鎖部３ｃの内面が、ススなどを捕集するフィルタ面として機能する。

図１（ｄ）に示すように、フィルタ１に排ガスが流れる場合、その排ガスのうち、上流端の開口４ａを介して流入通路４に流入したものは、各フィルタ壁部３の周壁部３ａを介して流出通路５に流れるとともに、下流側閉鎖部３ｃを介して外部に排出される。流入通路４から流出通路５に流れた排ガスは、下流端の開口５ａを介して、外部に排出される。一方、流入通路４に流入しなかった排ガスは、各フィルタ壁部３の上流側閉鎖部３ｂを介して、流出通路５に流れ、下流端の開口５ａを介して、外部に排出される。以上のように、排ガスがフィルタ１を通過する際に、排ガス中のススなどが、各フィルタ壁部３の周壁部３ａ、上流側閉鎖部３ｂおよび下流側閉鎖部３ｃに捕集され、これにより、排ガスが浄化される。

以上詳述したように、本実施形態のフィルタ１によれば、ケーシング２の内側に配置された複数のフィルタ壁部３の全体を、実質的なフィルタとして機能させることができる。また、フィルタ壁部３の外側に流入通路４が、内側に流出通路５が配置され、フィルタ壁部３のフィルタ有効面積、すなわちフィルタ壁部３の外面であるフィルタ面の総面積が、フィルタ壁部３の内面のそれよりも大きい。その結果、前述した従来のフィルタ１１、２１では、仕切壁１２、２２における流入通路１３Ａ、２３Ａ側の面積と、流出通路１３Ｂ、２３Ｂ側の面積が同じであるのに対し、フィルタ１では、フィルタ壁部３のフィルタ面の面積、すなわちススを捕集する面積を、フィルタ壁部３の内面の面積、すなわち流出通路５側の面積よりも大きくできるので、ススの捕集に伴うフィルタ抵抗の上昇を効果的に抑制することができる。そして、排ガスが流入通路４を流れる際の通路抵抗が、フィルタ抵抗と同程度になるまで、各フィルタ壁部３をできるだけ大きく形成することにより、流出通路５の数を増加させることなく、従来のフィルタ１１、２１に比べて、フィルタスペースＦＳにおけるフィルタ有効面積を拡大することができる。例えば、フィルタ１のフィルタ有効面積は、図７に示すフィルタ１１のそれに比べて、約１．５倍に拡大する。また、流入通路４は、各フィルタ壁部３の周囲を囲むように連通しているので、流入通路４に流入した排ガスを、フィルタ壁部３の周壁部３ａ全体を介して、流出通路５に円滑に流すことができる。

以上のように、フィルタ１のフィルタ有効面積が拡大できることにより、フィルタ１の初期の圧力損失を低減できるとともに、排ガス中のススなどの捕集に伴うフィルタ抵抗の上昇を抑制でき、それにより、排気管内のエンジンとフィルタ１の間の排ガスの圧力の上昇も抑制することができる。これにより、エンジンの運転効率の低下を防止することができる。加えて、フィルタ１に捕集されたススなどを除去するための燃焼頻度を低減でき、その結果、エンジンの燃費を向上させることができる。さらに、フィルタ有効面積の拡大により、同一のフィルタ有効面積を有する従来のフィルタに比べて、フィルタ１の小型化および軽量化を図ることができる。

図２は、本発明の第２実施形態によるフィルタを示している。本実施形態のフィルタ１では、フィルタ壁部３の形状のみが上記第１実施形態と異なっている。すなわち、このフィルタ１の各フィルタ壁部３の周壁部３ａは、上流側に向かってテーパ状に形成されている。これにより、ケーシング２の周壁部２ａとフィルタ壁部３の周壁部３ａとの間の間隔、および隣接するフィルタ壁部３、３の周壁部３ａ、３ａ同士の間の間隔が、下流側に向かって狭くなり、すなわち、流入通路４の横断面積が、下流に向かうに従って小さくなるように形成されている。一方、フィルタ壁部３の周壁部３ａの内側のスペースが下流側に向かって広がり、すなわち、流出通路５の横断面積が、下流に向かうに従って拡大するように形成されている。

排ガスがフィルタ１を流れる際、前述した理由から、排ガスの流量は、流入通路４の上流側ほど多く、一方、流出通路５の下流側ほど多くなる。したがって、本実施形態のフィルタ１によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られることに加えて、通路抵抗とフィルタ有効面積のバランスを良好にとることができるとともに、流入通路４および流出通路５の形状が、上述した排ガスの流量の変化に合致し、それにより、フィルタ１に対し、排ガスを効率良く円滑に通過させることができる。また、上記フィルタ１を製造する場合には、流入通路４および流出通路５を形成するための型の部分が、先細りの形状となるため、型抜きし易く、フィルタ１を容易に製造することができる。

なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。特に、フィルタスペースＦＳに配置されるフィルタ壁部３の数は、１つ以上であればよいが、より多いほど、フィルタ有効面積を拡大することができる。また、各フィルタ壁部３の横断面の形状は、種々のものを採用することが可能である。例えば、図３（ａ）に示すように、上記実施形態以外の数（同図では４つ）のフィルタ壁部３をフィルタスペースＦＳに配置したり、同図（ｂ）に示すように、流入通路４および流出通路５を一組とし、各組を互いに間隔を隔てて、複数組（同図では４組）をフィルタスペースＦＳに配置したりしてもよい。また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、互いに隣接するフィルタ壁部３、３間や、フィルタ壁部３とケーシング２の間を、適宜、接合部６で接合するようにしてもよい。この場合には、各フィルタ壁部３が下流側の端部のみでケーシング２に接合された上記実施形態に比べて、各フィルタ壁部３をケーシング２内にしっかりと固定でき、フィルタ１の強度を高めることができる。なお、上記接合部６については、フィルタ１の成形加工時に、ケーシング２およびフィルタ壁部３と併せて成形する他、後付けで設けるようにしてもよい。

また、フィルタ壁部３の横断面の形状として、例えば、図５（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ示すように、三角形、平行四辺形、六角形、円形、長円形あるいは蛇腹形状などを採用してもよい。特に、同図（ｆ）の蛇腹形状を採用することにより、同図（ｅ）の長円形に比べて、フィルタ壁部３のフィルタ有効面積を大きくすることができる。また、フィルタ壁部３の上流側閉鎖部３ｂおよび下流側閉鎖部３ｃの形状として、平面に限らず、例えば図６に示すように、外方に凸の曲面状に形成してもよい。

さらに、実施形態では、本発明のフィルタ１をＤＰＦ装置に適用し、排ガスを浄化する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、流体に含まれる被捕集物の捕集が必要な種々の技術分野で広く適用することができる。被捕集物を含む流体については、気体、液体の別を問わず、また被捕集物についても、有用、無用の別を問わない。

本発明の第１実施形態によるフィルタであり、（ａ）は上流側の端面、（ｂ）は側面、（ｃ）は下流側の端面、および（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面を示す図である。 本発明の第２実施形態によるフィルタであり、（ａ）は上流側の端面、（ｂ）は側面、（ｃ）は下流側の端面、および（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面を示す図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、フィルタの変形例であり、上流側の端面を示す図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、フィルタの変形例であり、上流側の端面を示す図である。 フィルタ壁部の横断面形状の変形例であり、（ａ）は三角形、（ｂ）は平行四辺形、（ｃ）は六角形、（ｄ）は円形、（ｅ）は長円形、（ｆ）は蛇腹形状のものを示す図である。 フィルタ壁部の変形例であり、上流側閉鎖部および下流側閉鎖部を外方に凸の曲面状に形成したもの示す図である。 特許文献１のフィルタであり、（ａ）は上流側の端面、（ｂ）は側面、（ｃ）は下流側の端面、および（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面を示す図である。 特許文献２のフィルタであり、（ａ）は上流側の端面、（ｂ）は側面、（ｃ）は下流側の端面、および（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ線で切断した断面を示す図である。

符号の説明

１ フィルタ
２ ケーシング
３ フィルタ壁部
３ａ 周壁部
３ｂ 上流側閉鎖部
３ｃ 下流側閉鎖部
４ 流入通路
５ 流出通路
ＦＳ フィルタスペース

Claims (5)

1. 流体が内部を流れる際に、当該流体に含まれる被捕集物を捕集するフィルタであって、
   流体流れ方向に延びる枠体により形成されるケーシングと、
   前記ケーシングの内面に対して空隙をおいて設けられるとともに、流体流れ方向の下流側で開口した空間が内部に形成され、少なくとも前記ケーシングの内面と対向する面が、前記流体が通過するフィルタ面となり、そのフィルタ面の総面積が前記内部空間における側面の総面積よりも大きいフィルタ壁部と、
   前記フィルタ壁部の周囲の空隙を前記ケーシングの下流側で閉じる下流側閉鎖部と、
   を備えることを特徴とするフィルタ。
2. 流体が内部を流れる際に、当該流体に含まれる被捕集物を捕集するフィルタであって、
   流体流れ方向に延びる枠体により形成されるケーシングと、
   前記ケーシングの内面に対して空隙をおいて設けられ、当該空隙に側面全体が晒されるとともに、流体流れ方向の下流側で開口した空間が内部に形成されるフィルタ壁部と、
   前記フィルタ壁部の周囲の空隙を前記ケーシングの下流側で閉じる下流側閉鎖部と、
   を備えることを特徴とするフィルタ。
3. 前記フィルタ壁部は、互いに間隔を隔てて複数設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ。
4. 前記フィルタ壁部の周囲の空隙の断面積を下流に向かうに従って狭くし、前記フィルタ壁部の内部空間の断面積を下流に向かうに従って広くしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のフィルタ。
5. 前記フィルタ壁部および前記下流側閉鎖部は、多孔質セラミックで構成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のフィルタ。

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