JP3000750B2 - 自己発熱型フィルタ - Google Patents

自己発熱型フィルタ

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    • Y10S55/30—Exhaust treatment

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，フィルタ自身が加熱可
能な自己発熱型フィルタ，特にディーゼルエンジン等よ
り排出される排ガス中のパティキュレート（微粒子）を
捕集するための自己発熱型フィルタに関する。
【０００２】
【従来技術】従来，ディーゼルエンジン等より排出され
るパティキュレートを捕集するフィルタとしては，例え
ば，特開昭５５−１３１５１８号公報に開示されたもの
がある。このフィルタは，セラミックよりなるフィルタ
の上流部に，このフィルタに付着したパティキュレート
を加熱焼失させ，フィルタの再生を行うための，再生用
ヒータを配設している。
【０００３】また，ヒータに代えて，再生用バーナを特
に設置し，フィルタに火炎を吹き付けて，再生する方法
も提案されている。また，ハニカム状のセラミックフィ
ルタを導電性の炭化珪素で成形し，これ自体を電気的に
発熱させて燃焼再生する自己発熱型フィルタも提案され
ている（特開昭５７−１１０３１１）。
【０００４】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の第
１例のフィルタでは，パティキュレートの捕集量を精度
よく検出しないと，その捕集量が少なければ失火し再生
せず，多ければクラックが入ったり溶損したりする。ま
た温度分布が付き易く機械的強度も弱いため，割れやす
い等，様々な問題が生じていた。また，上記従来の第２
例のフィルタでは，バーナ装置という特別な機構を必要
とし，また上記第１例と同様に，再生時のフィルタの割
れ等の問題がある。また，上記従来の第３例に示した自
己発熱型フィルタは，それ自体が発熱するため特別な機
構を付せずとも，パティキュレートを確実に再生できる
という利点を有している。
【０００５】しかし，炭化珪素は，成形焼成時の収縮率
が大きいため，フィルタの製造が困難である。更には，
使用中における，加熱再生時に割れを生じ易い。また，
上記に関連して，成形できる形状が限定され，フィルタ
の電気抵抗値の設計が難しく，形状的な設計自由度も小
さい等の問題を有していた。本発明は，かかる従来の問
題点に鑑み，加熱再生時の強度及び微粒子の捕集効率に
優れ，かつ製造容易な自己発熱型フィルタを提供しよう
とするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】本発明は，導電性の濾材を渦巻き状
に巻回すると共に，該濾材は互いに隣接する端部をガス
の流れ方向に開口するように袋とじ状に接合して，ガス
が濾材を通過した際にガス中の微粒子を捕集するよう構
成し，また，上記濾材は導電性金属からなり多数の網目
を有する金網と，該金網の上記網目に配置された金属粉
末からなる多孔質焼結体とから構成されており，かつ該
濾材には，その巻回中心部と巻回外周部とに，加熱用電
流を印加するための電極を設け，該電極に通電すること
により，該濾材の上記巻回中心部と上記巻回外周部との
間において該濾材の渦巻き形状に沿って渦巻き状に電流
を流して，フィルタ全体を加熱するよう構成したことを
特徴とする自己発熱型フィルタにある。本発明において
最も注目すべきことは，導電性の濾材を渦巻き状に巻回
すると共に，該濾材の隣接する端部を袋とじ状に接合し
て，該濾材中をガスが通過するよう構成し，また上記濾
材は導電性金属からなり多数の網目を有する金網と，該
金網の上記網目に配置された金属粉末からなる多孔質焼
結体とから構成されており，これにより該ガス中の微粒
子を捕集することにある。また，濾材には，その巻回中
心部と外周部とに，上記電極を設けたことにある。
【０００７】即ち，濾材は，ガス中の微粒子を捕集する
通気性の多孔質体である。また，該濾材は導電性を有す
る。かかる濾材は，例えば実施例１に示すごとく，導電
性の金属金網と金属粉末，或いはセラミック粉末等の多
孔質粉末焼結体との複合材により構成する。上記金属粉
末としては，例えば，Ａｌ（アルミニウム）を含むフェ
ライト系ステンレス鋼がある。また，濾材は，上記のご
とく，袋とじ状に接合する。ここに袋とじ状の接合と
は，濾材をガスが流入する方向に開口させ，ガスが濾材
を通過して排出されるように構成することをいう。
【０００８】また，濾材は渦巻き状に巻回するが，該濾
材は１枚であっても，また例えば２或いは１０枚であっ
ても良い。また，巻回した濾材の間には，両者の重なり
を防止するための隔離板を介在させることが好ましい。
これにより，濾材が補強される。 また，濾材は，波形
状又は平板状いずれであっても良いが，隣接する濾材の
間には，ガスを導入させ，排出させるための間隙が必要
である。
【０００９】また，上記隔離板も同様に波形状又は平板
状いずれでも良いが，濾材との間に上記ガス流れを生ず
るように，構成する必要がある。上記隔離板としては，
例えばＡｌを含むフェライト系ステンレス鋼板がある。
また，該隔離板は，その表面に加熱酸化処理等により形
成した酸化絶縁層を形成しておくこともできる。また，
濾材は，加熱用電流を流すために，その巻回の基端は中
心電極に他端は，外筒に接合しておくことが好ましい。
また，隣接する濾材の幅方向の端部（即ち，ガスの通過
方向の端部）を接合するに当たっては，隔離板を介在さ
せても，しなくても良い。また，この端部を接合するに
当たって，溶接，ろう付け，焼結等により電気的にも接
合される場合には，加熱用電流は濾材に沿って渦巻き状
に流れると共に，自己発熱型フィルタの半径方向にも流
れる。
【００１０】また，濾材の袋とじ状接合方法としては，
無機絶縁性の接着剤によっても接合することができる。
また，本発明の自己発熱型フィルタは，特にディーゼル
エンジンの排気ガス中のパティキュレートの捕集に効果
を発揮するが，排煙などの一般ガス中の微粒子の除去に
も優れた効果を有する。また，本発明の自己発熱型フィ
ルタは，濾材の孔径を大きくすることにより，排気ガス
浄化用担体として用いることもできる。
【００１１】
【作用及び効果】本発明の自己発熱型フィルタにおいて
は，微粒子を含有するガスは，濾材を通過する際に，該
濾材の表面及び内部に捕集される。そして，一定期間使
用後は，ガスの流入を中止し，巻回中心部と巻回外周部
との間に加熱用電流を印加する。そして，微粒子燃焼の
ために，濾材に空気を通過させる。これにより，加熱用
電流は，濾材中を渦巻状に流れ，濾材を発熱させる。そ
のため，捕集された微粒子は，この加熱と上記空気とに
より燃焼し，更に微粒子自身による自己燃焼発熱により
高温となり，微粒子は燃焼除去される。
【００１２】また，本発明においては，加熱用電流は，
渦巻き状に巻回された濾材に沿って渦巻き状に流れる。
そのため，自己発熱型フィルタの中心付近も外周付近
も，ほぼ均一に加熱できる。そのため，温度分布が均一
となり，濾材の割れ等の損傷発生もない。また，均一加
熱のため，再生効率が良い。また，本発明の自己発熱型
フィルタは，濾材を巻回することにより作製できるた
め，製造容易である。したがって，本発明によれば，加
熱再生時の強度及び微粒子の捕集効率に優れ，かつ製造
容易な自己発熱型フィルタを提供することができる。
【００１３】
【実施例】
実施例１ 本発明の実施例にかかる自己発熱型フィルタにつき，図
１〜図１３を用いて説明する。まず，本例の自己発熱型
フィルタ１は，図１〜図６に示すごとく，導電性の８枚
の濾材２１〜２８を，その間にそれぞれ隔離板３１〜３
８を介在させて巻回してある。濾材２１〜２８は波形状
で，隔離板３１〜３８は平板状である（図５）。また，
上記濾材２１〜２８は，図４に示すごとく互いに隣接す
る端部（例えば２１１，２２１）を，ガスの流れ方向に
開口するよう袋とじ状に接合してなる。そして，ガスが
濾材２１〜２８を通過した際に，これらによりガス中の
微粒子を捕集するよう構成してある。なお，図１におい
て，濾材２１と２２，２３と２４，２５と２６，２７と
２８が，同位置に示されるのは，両濾材がそれぞれ両方
向端部において接合されているためである（図４参
照）。また，隔離板３１〜３８は，濾材２１〜２８の間
にあり，図１では隔離板３２，３４，３６，３８が１枚
置きに点線で示すごとく見える。一方，隔離板３１，３
３，３５，３７は，図６に示すごとく，隣接する濾材に
より３枚重ね状態で接合されているので，図１の点線に
は表れず，同図に（ ）で示した。
【００１４】また，濾材２１〜２８は，その巻回中心部
を中心電極４１に固定し，その巻回外周部の外筒電極４
２に固定してある（図２，図３）。外筒電極４２は，巻
回した濾材２１〜２８及び隔離板３１〜３８を内部に固
定するための金属枠の機能も有する。そして，図３に示
すごとく，中心電極４１と外筒電極４２とは，電源４
３，スイッチ４４を介して，濾材加熱用電流を印加する
ための電気回路として接続されている。
【００１５】また，上記濾材２１〜２８は，その間に，
両者の重なりを防止するための隔離板３１〜３８を介在
させている。そして，各濾材は，隔離板を介在させて，
その端部を接合している。図４，図６はその状態を示
し，例えば濾材２１の端部２１１は，隔離板３１を介し
て，濾材２２の端部２２１と接合されている。また，濾
材２２の一方の端部２２２は，隔離板３２を介して，濾
材２３の端部２３２と接合されている。
【００１６】このようにして，濾材２１〜２８は隣接す
る端部をガス流れ（図４の矢印）の方向に開口するよう
袋とじ状に接合してある。また，波形状の濾材２１〜２
８と平板状の隔離板３１〜３８とは，図５に示すごと
く，交互に巻回されている。そして，隔離板３１〜３８
はその表面に絶縁層３１５（図６）を有しているため，
濾材と隔離板とはその端部を除いて，互いに絶縁状態に
ある。即ち，図６に示すごとく，隔離板３１はその表面
にＡｌ2 Ｏ3 の絶縁層３１５を有する。他の隔離板３２
〜３８も同様である。そして，隔離板３１と濾材２１，
２２との接合部においては，この絶縁層３１５が除去さ
れ，両者は通電可能に接合されている。
【００１７】そして，本例の自己発熱型フィルタ１にお
いては，図３，図４，図６に矢印で示すごとく，自己発
熱型フィルタ１内にディーゼルエンジン排気ガス等のガ
スが流入されると，該ガスは濾材２１〜２８を通過す
る。このとき該ガス中のパティキュレート等の微粒子
が，多孔状の濾材２１〜２８に捕集される。一方，該自
己発熱型フィルタ１を再生する場合には，図３に示すご
とく，中心電極４１と外筒電極４２の間に電圧を印加す
る。これにより，濾材２１〜２８及び絶縁板兼重なり防
止板としての隔離板３１〜３８に電気が流れ，全体が発
熱する。そのため，捕集した可熱性微粒子を焼失させ，
再生することができる。
【００１８】以下，これらにつき，その製造法とともに
詳細に説明する。まず，濾材２１〜２８（以下，濾材２
１を中心に述べる）は，１枚の長さが約３６０ｍｍ，幅
２０ｍｍ，厚さ約０．２５ｍｍで，波形状のピッチは約
２．５ｍｍ，高さは約１．５ｍｍである。濾材２１の端
部２１１，２１２は，図７に示すように，約３ｍｍ程，
両端で逆方向に平形に成形されている。この濾材２１
は，金属焼結体により構成した。
【００１９】以下に，濾材の製造方法を示す。まず，図
８に示すごとく，濾材２１の骨材となる金網２１５は，
板材を切断しつつ延ばすことによって作ったもので，多
数の穴部である網目２１０を有する。また，この金網２
１５は，歯車等により波形に加工し，ついで，端部２１
１，２１２を平形につぶした。ここで，網目２１０の大
きさは，菱形の長手方向約２ｍｍ，短手方向約１ｍｍで
ある。この金網の材質は，耐熱性金属であるＦｅ−Ｃｒ
−Ａｌに微量の添加物を含有するフェライト系ステンレ
ス鋼を使用した。
【００２０】次に，濾材２１を作るために，上記金網２
１５の間及びその周囲に，図８，図９に示すごとく金属
粉末を付着させ，加熱焼結した。即ち，まずＦｅ−Ｃｒ
−Ａｌに微量添加物を含有し，Ａｌ含有量が５ｗｔ％以
上の金属粉末を用いた。該金属粉末は，平均粒径が約１
０μｍと，約３０μｍのものを１対３の割合で混合した
ものである。次に，該金属粉末１００部（重量比）と，
例えばメチルセルロース等からなるバインダー０．５〜
５部と水５０〜２００部とからなるスラリーを作成し，
このスラリーの中に，前記金網２１５を浸漬させたり，
スラリーを塗布したりして，スラリーを堆積させる。
【００２１】その後，これを十分乾燥させた後，真空中
で，１０００〜１３００℃の温度範囲で，０．５〜４０
時間焼成し，金属粉末を焼結させ，金属粉末の焼結体２
１６とした。これにより，金網２１５の網目２１０部分
に，焼結体２１６を固定した濾材２１を作成した。次い
で，これを８５０〜１１００℃で，２〜１０時間大気中
で加熱し，濾材２１の表面にＡｌ2 Ｏ3 よりなる耐酸化
被膜を表面に形成した。図９は，濾材２１の断面拡大図
を示している。同図において，金網２１５の間及びその
周囲には金属粉末の多孔質焼結体２１６が形成されてい
る。そのため，ガスＧが焼結体２１６の細孔を通過する
とき，濾材２１の表面及び内部で，微粒子が捕集され
る。
【００２２】濾材の孔径は，捕集しようとする微粒子の
大きさ，性状等々の捕集条件により決める。これらは，
出発原料である金属粉末の粒径や形状，焼結条件等を適
切に選ぶことにより，調整できる。また，濾材２１は，
金属粉末焼結体２１６のみで構成してもよいが，支持体
として金網２１５を介在させることにより，任意の濾材
形状を得ることができ，また，強度も高くなる。また，
加熱用電流を流す場合，安定した電気の流路としても機
能する。
【００２３】次に，隔離板３１〜３８（以下，隔離板３
１を中心に述べる）は，１枚の長さ約３６０ｍｍ，幅２
０ｍｍ，厚さ約０．０５ｍｍである。その製造方法を以
下に示す。上記濾材２１の金網２１５と同じ，Ｆｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系のフェライト系ステンレス鋼を８５０℃〜１
２００℃で１〜１０時間大気中で加熱し，その表面に耐
酸化被膜（アルミナ）を形成した。
【００２４】その後，アルミナゾルを表面に塗布し，乾
燥させ，大気中で８５０℃〜１２００℃で１〜１０時間
加熱し，表面のアルミナ層を更に厚くし，図６に示すご
とく，絶縁層３１５とした。なお，本例では，絶縁板兼
重なり防止板としての隔離板３１として，上記ステンレ
ス鋼板を用いたので，濾材と隔離板との間に加熱用電流
を印加したとき該隔離板も発熱させることができる。し
かし，該隔離板はその全体をセラミック板などの耐熱性
の絶縁板で構成することもできる。この場合，隔離板３
１は発熱しない。次に，中心電極４１は，直径８ｍｍ，
長さ５０ｍｍのステンレス鋼材を，また外筒電極４２
は，外径約８０ｍｍ，長さ２０ｍｍ，厚さ約１．５ｍｍ
のステンレス鋼材を用いた。
【００２５】次に，上記の濾材２１〜２８，隔離板３１
〜３８，中心電極４１，外筒電極４２より，自己発熱型
フィルタ１を作る方法につき示す。まず，８枚の濾材２
１〜２８と８枚の隔離板３１〜３８との各基端部を，図
１に示すごとく，中心電極４１に溶接，ろう付け等によ
り接合する。次いで，これらを，図１，図２に示すごと
く，渦巻状に巻きつけ，予め内側にろう材を付しておい
た外筒電極４２の中に挿入する。
【００２６】この後，ろう付け炉で，これらを１０００
〜１２００℃で加熱し，ろう付けした。次に，図４，図
６に示すごとく，隣接する濾材２１と隔離板３１の端部
を，溶接，ろう付け等により接合した。他の濾材，隔離
板の端部も同様である。ここで，上記，ろう付け，溶接
の前に，それぞれ接合する部位の絶縁層は除去しておい
た。以上のようにして，自己発熱型フィルタ１を作製し
た。なお，中心電極４１を除いた外形体格は，直径約８
０ｍｍ，長さ２０ｍｍである。この大きさは，使用条
件，再生用電気加熱時の設定抵抗値等により，任意に設
定する。
【００２７】次に，加熱用電流を印加して，フィルタを
発熱させる方法に関して，説明する。図３に示すごと
く，中心電極４１と外筒電極４２の間に電圧を印加する
と，濾材２１〜２８と隔離板３１〜３８に電気が流れ，
全体として，図１１に示すごとく，渦巻き方向（点線矢
印Ｕ）と，半径方向（実線矢印Ｒ）とに電気が流れる。
ここで，半径方向の流れは，図１０に示すごとく濾材２
１〜２８の隣接する端部が互いに接合されているために
生ずるものである。一方，渦巻き方向の流れは，各濾材
２１〜２８において，中心電極から外筒電極に流れるも
のである。
【００２８】そして，渦巻き方向だけの電流ならば，全
体の電流密度が均一で，均一な発熱になるが，半径方向
にも流れると，中心付傍の電流密度が，若干大となる。
そのため，中心付近の温度が若干高めになる。それ故，
電流密度を均一にするためには，この半径方向の電流経
路を長くする等，半径方向の電気抵抗が高くなるよう構
成することが好ましい。また，各濾材の端部を溶接，ろ
う付け等により接合しない場合には，均一に発熱する。
しかし本例のごとく，隣接する端部を接合することによ
り，濾材を確実に袋とじ状に接合することができる。
【００２９】また，特に，自己発熱型フィルタを自動車
のような振動体に装着する場合には，隣接する濾材と隔
離板とがずれて，濾材及び隔離板が前方へ突出するいわ
ゆるスコーピングを起こし易い。しかし，上記のごとく
端部を接合することにより，スコーピングを防止でき
る。また，異種材料を接合した場合に生ずる熱応力等の
種々の問題点も避けることができる。
【００３０】次に，上記自己発熱型フィルタ１を，ディ
ーゼルエンジンの排気ガス中のパティキュレートの浄化
に使用した例につき，図１２，図１３を用いて説明す
る。即ち，両図に示すごとく，パティキュレート捕集用
のケース５の中に，上記自己発熱型フィルタ１を８個，
ガス流れに対して並列に配置した。該ケース５は，導入
通路５１と排出通路５２とを有し，その間に上記自己発
熱型フィルタ１を配設している。自己発熱型フィルタ１
は，その中心電極４１を上方へ突出させ，電源４３に接
続している。また，該中心電極４１とケース５との間に
は絶縁体５４を介設している。
【００３１】次に，排気ガスＧは，図中の矢印のごと
く，導入通路５１からケース５内に入り，開口部５３よ
り自己発熱型フィルタ１内に入り，排出通路５２へ排出
される。そして，この間にパティキュレートは濾材に捕
集される。その具体例を示すと，排気量３．４リットル
のディーゼルエンジンを，回転数１０４５ｒｐｍ，負荷
２００Ｎｍで運転した時，そのパティキュレートの浄化
率は，スモークメータによる測定で，約７５％であっ
た。
【００３２】次に，ケース内で本例の自己発熱型フィル
タ１を通電により発熱させた場合の，フィルタ内の温度
分布の例につき，図１４に示す。同図は，中心電極４１
の位置を「０」として，半径（３８．５ｍｍ）方向に向
かう各位置における温度を示している。この測定例は，
自己発熱型フィルタ１に空気を４リットル／ｍｉｎ流
し，電圧を４．５Ｖ印加した場合の値である。同図より
知られるごとく，外筒電極近くではかなり温度が低下し
ている。
【００３３】次に，上記条件により，空気を流しなが
ら，前記のごとく捕集したパティキュレートを燃焼焼失
させた。この場合，再生率は，約７５％であった。空気
を流す方向は，捕集時にガスを流した方向と同じ方向と
した。また，上記加熱繰り返しテストを２０回行った
が，何らの損傷も発生しなかった。上記より知られるご
とく，本例によれば，微粒子の加熱再生時の強度，及び
捕集に優れ，かつ製造容易な自己発熱型フィルタを得る
ことができる。
【００３４】実施例２ 本例は，図１５に示すごとく，実施例１において，濾材
の端部を電気絶縁性を有する接着剤で接合した例であ
る。即ち，本例においては，実施例１と同様の濾材２１
〜２８，隔離板３１〜３８を用いる。そして，同図に示
すごとく，濾材２１，２２の端部２１１，２２１を，隔
離板３１を介在させて重ね合わせ，これらの先端部を電
気絶縁性の接着剤６１により接合してある。かかる接着
剤としては，例えばＡｌ2 Ｏ3 系，ＳｉＯ2 系などのセ
ラミック接着剤がある。なお，接着剤は，その熱膨張係
数が，濾材及び隔離板のそれと近いものを用いることが
好ましい。他の濾材，隔離板の端部も同様である。
【００３５】また，ここに重要なことは，隔離板３１の
端部は，実施例１（図６）のごとく，絶縁層３１５を除
去していないことである。即ち，濾材２１，２２の端部
２１１は，隔離板３１の絶縁層３１５により，互いに電
気的に絶縁されている。その他は，実施例１と同様であ
る。次に，上記のように構成した本例の自己発熱型フィ
ルタについて，加熱用電流を印加して自己発熱させた場
合の温度分布と電流経路を，図１６，図１７に示す。
【００３６】本例の場合には，実施例１と異なり，各濾
材２１〜２８の端部が電気絶縁材（接着剤６１，隔離板
の絶縁層３１５）により絶縁されているので，加熱用電
流は図１７に示すごとく渦巻き方向（点線矢印Ｕ）にの
み流れる。それ故，実施例１において説明したごとく，
電流密度が均一となり，非常に均一な発熱を得ることが
できる。この様子を，前記図１４と同様にして，図１６
に示す。同図より知られるごとく，実施例１の場合に比
して，自己発熱型フィルタの中心部分と外周部分とにお
ける温度差が少ない。
【００３７】それ故，実施例１の場合よりも，高い再生
率を得ることができる。また，本例によれば，実施例１
と同様の効果が得られる。また，上記の通電加熱再生に
おいては，濾材への加熱用電流による発熱，及び微粒子
（パティキュレート）の自己燃焼熱を利用して，この両
者の熱のみにより焼失させ，再生している。
【００３８】しかし，この方法のみに限らず，上記の両
加熱により，自己発熱型フィルタを微粒子の燃焼温度以
上に昇温し，微粒子が濾材に接触している部分が燃焼し
た時点でフィルタの逆方向（下流側）から空気を流す事
によって再生させることもできる。即ち，全体の微粒子
が完全に燃焼していない状態で，上記のごとく逆方向か
ら空気を吹き出し，濾材上の微粒子を吹き飛ばすのであ
る。そして，空気により吹き出された微粒子はフィルタ
の上流側に備えた微粒子貯蔵機器に貯え，燃焼させた
り，適宜廃棄する。
【００３９】これは，自己発熱型フィルタであるからで
きる方法であり，上記加熱用電流による加熱及び自己燃
焼を行わず，単なる空気逆洗では得られない効果であ
る。単なる逆洗では，微粒子が濾材の内部に強く付着し
ているので，完全に再生することは難しい。なお，本例
では，濾材２１〜２８に，それぞれ独立して加熱用電流
が流れる例を示したが，濾材２１と２２，濾材２３と２
４など２系統以上で流れるよう構成しても良い。
【００４０】実施例３ 本例は，図１８〜図２０に示すごとく，濾材及び隔離板
に関して，種々の態様を示すものである。まず，図１８
は，実施例１の場合とは逆に，濾材２１〜２３を平板状
とし，隔離板３１〜３２を波形状とした例を示してい
る。他の濾材，隔離板も同様である。その他は，実施例
１と同様である。また，図示していないが，濾材と隔離
板とを，互いに重ならず，同じ形状でない波形状とする
こともできる。
【００４１】また，実施例１では，濾材と隔離板が各８
枚の例を示したが，その枚数は任意である。次に，図１
９は，実施例１において，隔離板として，金網状の多孔
質隔離板３６を用いた例を示している。更に，図２０
は，上記図１９に示した金網状の多孔質隔離板３６と，
実施例１に示した平板状の隔離板３１，３３とを１枚置
きに用いた例を示している。
【００４２】実施例４ 本例は，図２１に示すごとく，実施例１において，隔離
板３１の端部を介在させることなく，濾材２１の端部２
１１と濾材２２の端部２２１とを直接に接合した例を示
すものである。隔離板３１は，上記端部２１１，２２１
よりも内側に位置している（実施例１の図４と比較）。
この場合，加熱用電流は，実施例１と同様に半径方向と
渦巻き方向の両方に流れる（図１１参照）。
【００４３】また，実施例１においては，濾材として金
属焼結体に酸化被膜を設けたものを示したが，この酸化
被膜の上に，更にＡｌ2 Ｏ3 等のセラミックを，溶射等
により付着させて，濾材の表面に高絶縁性の絶縁層を保
持させることもできる。この場合には，隔離板には，絶
縁性を持たせることなく，該隔離板の両側に濾材の端部
を配置し，これらを接合する。これにより，各濾材にお
いて，渦巻き状に加熱用電流を流すことができ，自己発
熱型フィルタの均一加熱ができる。また，上記絶縁層と
しては，上記Ａｌ2 Ｏ3 の他ＳｉＯ2 等のセラミック
粉，Ａｌ2 Ｏ3，ＳｉＯ2 等のセラミックファイバー層
などがある。
【００４４】実施例５ 本例は，図２２，図２３に示すごとく，自己発熱型フィ
ルタ１を多数配置した，ディーゼルエンジンのパティキ
ュレート浄化装置を示すものである。該浄化装置は，ケ
ース５０を左室５６１と右室５６２の２室に区切り，ダ
ンパ５６５の切換えによりいずれかの室へ排気ガスを導
入するものである。両室には，それぞれ，多数の自己発
熱型フィルタ１を配設し，その中心電極４１は直列接続
してある。
【００４５】また，自己発熱型フィルタ１は，２個を１
組として，両者の間に排ガスが流入し，各背面より排気
ガスが流出するよう配設してある。排気ガスは，導入通
路５６０より，ダンパ５６５により左室５６１又は右室
５６２のいずれかに入り，自己発熱型フィルタの濾材を
通過して排出通路５７０より排出される。なお，図２２
において，符号４２１は，各自己発熱型フィルタ１の外
筒電極４２の接続ケーブルである。その他は，実施例１
と同様である。本例によれば，ダンパ５６５により排ガ
スの導入を左室か右室かに切換えることにより，一方は
微粒子捕集操作を，他方は再生操作を並行して行うこと
ができる。そのため，微粒子捕集を連続して行うことが
できる。また，実施例１と同様の効果を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における自己発熱型フィルタの説明
図。
【図２】実施例１における自己発熱型フィルタの正面
図。
【図３】実施例１における自己発熱型フィルタの全体説
明図。
【図４】図１のＡ−Ａ矢視断面部分拡大図。
【図５】図４のＢ−Ｂ矢視断面図。
【図６】実施例１における濾材と隔離板の接合部の部分
断面図。
【図７】実施例１における濾材の斜視図。
【図８】実施例１における濾材の説明図。
【図９】実施例１における濾材の部分拡大図。
【図１０】実施例１における，自己発熱型フィルタの断
面の加熱用電流方向の説明図。
【図１１】実施例１における，自己発熱型フィルタの正
面の加熱用電流方向の説明図。
【図１２】実施例１における自己発熱型フィルタを装着
した微粒子捕集ケースの平面図。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図１４】実施例１の自己発熱型フィルタにおける加熱
温度分布の説明図。
【図１５】実施例２における自己発熱型フィルタの部分
断面図。
【図１６】実施例２の自己発熱型フィルタにおける加熱
温度分布の説明図。
【図１７】実施例２における自己発熱型フィルタの正面
の加熱用電流方向の説明図。
【図１８】実施例３における，自己発熱型フィルタの部
分断面図。
【図１９】実施例３における，他の自己発熱型フィルタ
の部分断面図。
【図２０】実施例３における，更に他の自己発熱型フィ
ルタの部分断面図。
【図２１】実施例４における，自己発熱型フィルタの部
分断面図。
【図２２】実施例５の自己発熱型フィルタにおける，図
２３のＤ−Ｄ線矢視断面図。
【図２３】実施例５における，自己発熱型フィルタを装
着した微粒子捕集ケースの断面図。
【符号の説明】
１．．．自己発熱型フィルタ， ２１〜２８．．．濾材， ２１１，２１２，２２１，２２２．．．端部， ３１〜３８．．．隔離板， ３１５．．．絶縁層， ４１．．．中心電極， ４２．．．外筒電極， ５，５０．．．微粒子捕集用ケース， ５１．．．導入通路， ５２．．．排出通路，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 幸久 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−197511（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−223622（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−25278（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−151417（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/02 301 - 341

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導電性の濾材を渦巻き状に巻回すると共
    に，該濾材は互いに隣接する端部をガスの流れ方向に開
    口するように袋とじ状に接合して，ガスが濾材を通過し
    た際にガス中の微粒子を捕集するよう構成し，また，上記濾材は導電性金属からなり多数の網目を有す
    る金網と，該金網の上記網目に配置された金属粉末から
    なる多孔質焼結体とから構成されており， かつ該濾材には，その巻回中心部と巻回外周部とに，加
    熱用電流を印加するための電極を設け，該電極に通電す
    ることにより，該濾材の上記巻回中心部と上記巻回外周
    部との間において該濾材の渦巻き形状に沿って渦巻き状
    に電流を流して，フィルタ全体を加熱するよう構成した
    ことを特徴とする自己発熱型フィルタ。
  2. 【請求項２】 請求項１において，上記濾材は上記端部
    を除き互いに絶縁されていることを特徴とする自己発熱
    型フィルタ。
  3. 【請求項３】 請求項１において，上記濾材は上記端部
    も含めて互いに絶縁されていることを特徴とする自己発
    熱型フィルタ。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
    上記濾材の互いに隣接する間に，該濾材間を電気的に絶
    縁する隔離板が配置されていることを特徴とする自己発
    熱型フィルタ。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
    上記濾材は，その渦巻き方向に沿って波状体であり，ま
    た隣接する濾材においては上記波状体の波部のピッチが
    同じであることを特徴とする自己発熱型フィルタ。
  6. 【請求項６】 請求項５において，上記隣接する濾材の
    間には，該濾材間を電気的に絶縁する平板状の隔離板が
    配置されていることを特徴とする自己発熱型フィルタ。
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