JP3075668B2 - ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造 - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造Info
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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，ディーゼルエン
ジンから排出される排気ガスを浄化処理するため，排気
系に組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタ
に関する。
ジンから排出される排気ガスを浄化処理するため，排気
系に組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃焼は，高温，高
圧空気中に燃料を噴射する，所謂，ヘトロジニアス混合
によるものである。ヘトロジニアス混合はホモジニアス
混合気と異なって空気と燃料が均一に混合していないの
で，燃料中の炭素成分は，燃焼による高温熱によって
煤，ＨＣ等に変化し，それらが凝集してパティキュレー
トとなって外部に放出され，周囲環境を汚染することに
なる。そこで，従来，エンジンの排気ガスを処理する排
気ガス処理装置として，フィルタの面積が大きく，その
フィルタの前面部にカーボンが堆積されて捕集される。
その堆積したカーボンを焼却するため，パティキュレー
トフィルタの一部に加熱ヒータを取り付け，堆積したカ
ーボンを含むパティキュレートを焼却することによりフ
ィルタを再生している。
圧空気中に燃料を噴射する，所謂，ヘトロジニアス混合
によるものである。ヘトロジニアス混合はホモジニアス
混合気と異なって空気と燃料が均一に混合していないの
で，燃料中の炭素成分は，燃焼による高温熱によって
煤，ＨＣ等に変化し，それらが凝集してパティキュレー
トとなって外部に放出され，周囲環境を汚染することに
なる。そこで，従来，エンジンの排気ガスを処理する排
気ガス処理装置として，フィルタの面積が大きく，その
フィルタの前面部にカーボンが堆積されて捕集される。
その堆積したカーボンを焼却するため，パティキュレー
トフィルタの一部に加熱ヒータを取り付け，堆積したカ
ーボンを含むパティキュレートを焼却することによりフ
ィルタを再生している。
【０００３】従来，特開平２−２５６８１２号公報に
は，電気的に再生可能なパティキュレートトラップが開
示されている。該電気的に再生可能なパティキュレート
トラップは，ガス透過性支持体，複数のセラミックスフ
ァイバーからなる繊維層及びヒータから成り，繊維層が
ヒータと共にガス透過性支持体から半径方向に延びる空
間に配置され，該繊維層の隙間に排気ガスを流して排気
ガス中のパティキュレートをヒータの近傍に捕集し，ヒ
ータを通電することによって捕集したパティキュレート
を焼却するものである。繊維層は，１．５Ｌ／Ｍ／ｃｍ
2 未満の一様な通気率を備える織布であり，該織布が約
１１５０℃の温度で長期間安定し，糸と糸との間が糸径
の７．５倍以上を離れていないものである。また，セラ
ミックス繊維は，連続した溶融シリカ，ガラス，アルミ
ナシリカ，ジルコニアシリカ，アルミナクロミア，チタ
ニア，黒鉛，炭化ケイ素，アルミナボリアシリカから選
定されたものである。更に，セラミックス繊維は，ガス
透過性支持体又はヒータ上に直接に編組又は巻き付けら
れている。
は，電気的に再生可能なパティキュレートトラップが開
示されている。該電気的に再生可能なパティキュレート
トラップは，ガス透過性支持体，複数のセラミックスフ
ァイバーからなる繊維層及びヒータから成り，繊維層が
ヒータと共にガス透過性支持体から半径方向に延びる空
間に配置され，該繊維層の隙間に排気ガスを流して排気
ガス中のパティキュレートをヒータの近傍に捕集し，ヒ
ータを通電することによって捕集したパティキュレート
を焼却するものである。繊維層は，１．５Ｌ／Ｍ／ｃｍ
2 未満の一様な通気率を備える織布であり，該織布が約
１１５０℃の温度で長期間安定し，糸と糸との間が糸径
の７．５倍以上を離れていないものである。また，セラ
ミックス繊維は，連続した溶融シリカ，ガラス，アルミ
ナシリカ，ジルコニアシリカ，アルミナクロミア，チタ
ニア，黒鉛，炭化ケイ素，アルミナボリアシリカから選
定されたものである。更に，セラミックス繊維は，ガス
透過性支持体又はヒータ上に直接に編組又は巻き付けら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで，ディーゼル
パティキュレートフィルタは，車両等に搭載するため，
できるだけコンパクトに構成し且つカーボン，煤，ＨＣ
等のパティキュレートの捕集が効率的になるように製造
することは必要である。一般に，パティキュレートはデ
ィーゼルエンジンに含まれるカーボンと炭化水素の合成
物であり，その大きさは，数μｍから数十μｍまで分散
している。該パティキュレートは，酸素と反応して容易
に燃焼するが，燃焼には高温度が必要であり，排気ガス
温度のみでは完全に燃焼することができない。従来の再
生可能なディーゼルパティキュレートフィルタは，同じ
サイズのフィルタを排気ガス流れに二個並列に配置し，
一方のフィルタがパティキュレートの捕集によって詰ま
ると，他方のフィルタに排気ガスを流し，詰まった方の
フィルタにパティキュレートの焼却に必要な空気を送り
込んでフィルタを加熱し，捕集されたパティキュレート
を焼却してフィルタを再生している。従来の再生可能な
ディーゼルパティキュレートフィルタは，パティキュレ
ート，スモークを除去する装置が従来から多く開発され
ているが，いずれも構造が複雑であり，機能が煩雑であ
る等の欠点があり，実用に供し得ないのが現状である。
例えば，再生可能なディーゼルパティキュレートフィル
タでは，パティキュレートをフィルタで捕集し，パティ
キュレートがフィルタに堆積した時，着火用グロープラ
グ又はヒータによって加熱してパティキュレートを焼却
させている。
パティキュレートフィルタは，車両等に搭載するため，
できるだけコンパクトに構成し且つカーボン，煤，ＨＣ
等のパティキュレートの捕集が効率的になるように製造
することは必要である。一般に，パティキュレートはデ
ィーゼルエンジンに含まれるカーボンと炭化水素の合成
物であり，その大きさは，数μｍから数十μｍまで分散
している。該パティキュレートは，酸素と反応して容易
に燃焼するが，燃焼には高温度が必要であり，排気ガス
温度のみでは完全に燃焼することができない。従来の再
生可能なディーゼルパティキュレートフィルタは，同じ
サイズのフィルタを排気ガス流れに二個並列に配置し，
一方のフィルタがパティキュレートの捕集によって詰ま
ると，他方のフィルタに排気ガスを流し，詰まった方の
フィルタにパティキュレートの焼却に必要な空気を送り
込んでフィルタを加熱し，捕集されたパティキュレート
を焼却してフィルタを再生している。従来の再生可能な
ディーゼルパティキュレートフィルタは，パティキュレ
ート，スモークを除去する装置が従来から多く開発され
ているが，いずれも構造が複雑であり，機能が煩雑であ
る等の欠点があり，実用に供し得ないのが現状である。
例えば，再生可能なディーゼルパティキュレートフィル
タでは，パティキュレートをフィルタで捕集し，パティ
キュレートがフィルタに堆積した時，着火用グロープラ
グ又はヒータによって加熱してパティキュレートを焼却
させている。
【０００５】この発明の目的は，上記の課題を解決する
ことであり，セラミック繊維を紙状のシートに漉いて作
製したシートフィルタに金網ヒータを内蔵又は積層し，
軽量で且つコンパクトな構造に構成したフィルタ構造を
提供することであり，更に，上記フィルタ構造をディー
ゼルエンジンの燃焼ガス中に含まれているカーボン，
煤，ＨＣ等のパティキュレートを捕集するディーゼルパ
ティキュレートフィルタに適用するため，上記シートフ
ィルタで主フィルタとサブフィルタとを作製し，主フィ
ルタの加熱再生時に排気ガスを流すサブフィルタを主フ
ィルタの中央に設け，主フィルタとサブフィルタとの空
気通過抵抗をバランスさせて予め設定することによっ
て，サブフィルタのみに開閉弁を設けると共に，再生の
ために金網ヒータを主フィルタにのみ設けたディーゼル
パティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造を提供
することである。
ことであり，セラミック繊維を紙状のシートに漉いて作
製したシートフィルタに金網ヒータを内蔵又は積層し，
軽量で且つコンパクトな構造に構成したフィルタ構造を
提供することであり，更に，上記フィルタ構造をディー
ゼルエンジンの燃焼ガス中に含まれているカーボン，
煤，ＨＣ等のパティキュレートを捕集するディーゼルパ
ティキュレートフィルタに適用するため，上記シートフ
ィルタで主フィルタとサブフィルタとを作製し，主フィ
ルタの加熱再生時に排気ガスを流すサブフィルタを主フ
ィルタの中央に設け，主フィルタとサブフィルタとの空
気通過抵抗をバランスさせて予め設定することによっ
て，サブフィルタのみに開閉弁を設けると共に，再生の
ために金網ヒータを主フィルタにのみ設けたディーゼル
パティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造を提供
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は，ディーゼル
エンジンの排気系に組み込まれた内面に遮熱材が配置さ
れた排気ガス通路を形成するケース，及び前記ケースの
前記排気ガス通路内に前記ケースから隔置した状態に配
置され且つ両端部が支柱によって前記ケースに支持固定
された金網ヒータを備えた筒状のフィルタを具備し，前
記フィルタの一方の端部は前記フィルタの筒状内側が開
放して排気ガス入口が形成され且つ前記ケースとの間の
前記フィルタの筒状外側が遮蔽プレートで閉鎖され，ま
た，前記フィルタの他方の端部は，前記フィルタの筒状
内側が遮蔽プレートで閉鎖され且つ前記ケースとの間の
前記フィルタの筒状外側が開放して排気ガス出口が形成
され，前記金網ヒータを備えた筒状の前記フィルタは，
プレート状に積層されたセラミックス長繊維とプレート
状の前記セラミックス長繊維の表面に密着配設された金
網ヒータから成る一体構造の複合プレート材から成り，
しかも一体構造の前記複合プレート材が襞形状に折り曲
げられて周方向に延びる筒状に形成され，排気ガスが前
記排気ガス入口から前記排気ガス出口へと襞形状で筒状
の前記複合プレート材を通過して前記排気ガスに含まれ
るパティキュレートが前記複合プレート材に捕集され，
捕集された前記パティキュレートを前記金網ヒータの通
電によって加熱焼却されることから成るディーゼルパテ
ィキュレートフィルタにおけるフィルタ構造に関する。
エンジンの排気系に組み込まれた内面に遮熱材が配置さ
れた排気ガス通路を形成するケース，及び前記ケースの
前記排気ガス通路内に前記ケースから隔置した状態に配
置され且つ両端部が支柱によって前記ケースに支持固定
された金網ヒータを備えた筒状のフィルタを具備し，前
記フィルタの一方の端部は前記フィルタの筒状内側が開
放して排気ガス入口が形成され且つ前記ケースとの間の
前記フィルタの筒状外側が遮蔽プレートで閉鎖され，ま
た，前記フィルタの他方の端部は，前記フィルタの筒状
内側が遮蔽プレートで閉鎖され且つ前記ケースとの間の
前記フィルタの筒状外側が開放して排気ガス出口が形成
され，前記金網ヒータを備えた筒状の前記フィルタは，
プレート状に積層されたセラミックス長繊維とプレート
状の前記セラミックス長繊維の表面に密着配設された金
網ヒータから成る一体構造の複合プレート材から成り，
しかも一体構造の前記複合プレート材が襞形状に折り曲
げられて周方向に延びる筒状に形成され，排気ガスが前
記排気ガス入口から前記排気ガス出口へと襞形状で筒状
の前記複合プレート材を通過して前記排気ガスに含まれ
るパティキュレートが前記複合プレート材に捕集され，
捕集された前記パティキュレートを前記金網ヒータの通
電によって加熱焼却されることから成るディーゼルパテ
ィキュレートフィルタにおけるフィルタ構造に関する。
【０００７】また，前記フィルタは，ＳｉＣ又はＳｉ−
Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラン溶液，ポリチ
タノカルボシラン溶液及びポリシランスチレン，ポリシ
ラン，ポリシラザン溶液から選択された溶液とを混合し
たスラリーを漉いて繊維間が接合された多孔質シートと
なるように焼結して前記溶液をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔ
ｉ−Ｏに転化させたシートフィルタ，及び前記シートフ
ィルタに積層されて密着係止した導電性耐熱金属から作
製されている金網ヒータから構成されているものであ
る。又は，前記フィルタは，Ｓｉ3 Ｎ4 の長繊維とポリ
シラザン，ポリカルボシラン，ペリヒドロポリシラザン
溶液を混合したスラリーをシートに漉いて該シートをＮ
Ｈ3 ガス中で焼結して複合化することによって多孔質セ
ラミックスシートを作製したものである。或いは，前記
フィルタは，ムライトＡｌ6 Ｓｉ2Ｏ1 3 又はＡｌ2 Ｏ
3 を用いる場合には，溶液としてポリアルミノキサン溶
液を用いてスラリーを作製し，該スラリーをシートに漉
いたものである。
Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラン溶液，ポリチ
タノカルボシラン溶液及びポリシランスチレン，ポリシ
ラン，ポリシラザン溶液から選択された溶液とを混合し
たスラリーを漉いて繊維間が接合された多孔質シートと
なるように焼結して前記溶液をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔ
ｉ−Ｏに転化させたシートフィルタ，及び前記シートフ
ィルタに積層されて密着係止した導電性耐熱金属から作
製されている金網ヒータから構成されているものであ
る。又は，前記フィルタは，Ｓｉ3 Ｎ4 の長繊維とポリ
シラザン，ポリカルボシラン，ペリヒドロポリシラザン
溶液を混合したスラリーをシートに漉いて該シートをＮ
Ｈ3 ガス中で焼結して複合化することによって多孔質セ
ラミックスシートを作製したものである。或いは，前記
フィルタは，ムライトＡｌ6 Ｓｉ2Ｏ1 3 又はＡｌ2 Ｏ
3 を用いる場合には，溶液としてポリアルミノキサン溶
液を用いてスラリーを作製し，該スラリーをシートに漉
いたものである。
【０００８】また，前記金網ヒータは，前記シートフィ
ルタの間に積層され，排気ガス流れの下流側に配置され
た前記シートフィルタは上流側に配置された前記シート
フィルタより繊維間が密目に構成されているものであ
る。また，前記網状ヒータは，目の細かい金網を用いて
炭化ケイ素繊維で漉いてその複合層を焼結したものであ
る。
ルタの間に積層され，排気ガス流れの下流側に配置され
た前記シートフィルタは上流側に配置された前記シート
フィルタより繊維間が密目に構成されているものであ
る。また，前記網状ヒータは，目の細かい金網を用いて
炭化ケイ素繊維で漉いてその複合層を焼結したものであ
る。
【０００９】更に，このフィルタ構造は，前記ケース内
に配置された前記シートフィルタから成る主フィルタ，
該主フィルタの排気ガス流入側に配置された金網ヒー
タ，前記主フィルタの中央部に配設されたバイパス筒体
内で前記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置
された前記シートフィルタから成るサブフィルタ，該サ
ブフィルタの排気ガス流入上流側に配置された前記バイ
パス筒体を開閉するバイパス弁，及び該バイパス弁を開
閉作動するアクチュエータを有し，前記サブフィルタの
空気通過抵抗は前記主フィルタの空気通過抵抗に比較し
て小さく設定されているディーゼルパティキュレートフ
ィルタに適用できるものである。
に配置された前記シートフィルタから成る主フィルタ，
該主フィルタの排気ガス流入側に配置された金網ヒー
タ，前記主フィルタの中央部に配設されたバイパス筒体
内で前記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置
された前記シートフィルタから成るサブフィルタ，該サ
ブフィルタの排気ガス流入上流側に配置された前記バイ
パス筒体を開閉するバイパス弁，及び該バイパス弁を開
閉作動するアクチュエータを有し，前記サブフィルタの
空気通過抵抗は前記主フィルタの空気通過抵抗に比較し
て小さく設定されているディーゼルパティキュレートフ
ィルタに適用できるものである。
【００１０】また，前記主フィルタは，前記シートフィ
ルタを順次折り曲げた襞形状で筒状に形成され，前記サ
ブフィルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流れに並
列に配置され且つ前記シートフィルタから筒状に形成さ
れているものである。或いは，前記主フィルタは排気ガ
ス流れに並列に積層された前記シートフィルタから筒状
に形成され，前記サブフィルタは前記主フィルタの内部
で排気ガス流れに並列に配置され且つ前記シートフィル
タから筒状に形成されているものである。
ルタを順次折り曲げた襞形状で筒状に形成され，前記サ
ブフィルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流れに並
列に配置され且つ前記シートフィルタから筒状に形成さ
れているものである。或いは，前記主フィルタは排気ガ
ス流れに並列に積層された前記シートフィルタから筒状
に形成され，前記サブフィルタは前記主フィルタの内部
で排気ガス流れに並列に配置され且つ前記シートフィル
タから筒状に形成されているものである。
【００１１】このフィルタ構造は，上記のように，セラ
ミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊維間を液
状セラミックス原料で接合したフィルタと，該フィルタ
の全面に密着配設した網状導電体とから構成したもので
あり，特に，セラミックス長繊維を積層したプレート状
のフィルタと該フィルタに密着配設された網状導電体と
から成る複合プレート材は折り曲げられて襞形状に形成
されると共に筒状に形成し，具体的には，ＳｉＣ又はＳ
ｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の長繊維をポリカルボシラン溶液，
ポリチタノカルボシラン溶液及びポリシランスチレン，
ポリシラン，ポリシラザン溶液から選択された溶液で混
合したスラリーを漉いて作製した多孔質シートを焼結し
て前記溶液をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させ
たシート状フィルタ本体，及び該フィルタ本体に積層さ
れた導電性金属から作製した金網ヒータから構成したの
で，フィルタと網状導電体とから成る複合プレート材の
フィルタそのものを紙状の薄いシートとして作製でき，
軽量であり，所望のフィルタ形状即ち襞形状で筒状の形
状に構成でき，フィルタをコンパクトに形成できる。ま
た，前記フィルタ本体の粗密は，例えば，使用するセラ
ミック繊維の線径を変更することによって容易に構成す
ることができる。
ミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊維間を液
状セラミックス原料で接合したフィルタと，該フィルタ
の全面に密着配設した網状導電体とから構成したもので
あり，特に，セラミックス長繊維を積層したプレート状
のフィルタと該フィルタに密着配設された網状導電体と
から成る複合プレート材は折り曲げられて襞形状に形成
されると共に筒状に形成し，具体的には，ＳｉＣ又はＳ
ｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の長繊維をポリカルボシラン溶液，
ポリチタノカルボシラン溶液及びポリシランスチレン，
ポリシラン，ポリシラザン溶液から選択された溶液で混
合したスラリーを漉いて作製した多孔質シートを焼結し
て前記溶液をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させ
たシート状フィルタ本体，及び該フィルタ本体に積層さ
れた導電性金属から作製した金網ヒータから構成したの
で，フィルタと網状導電体とから成る複合プレート材の
フィルタそのものを紙状の薄いシートとして作製でき，
軽量であり，所望のフィルタ形状即ち襞形状で筒状の形
状に構成でき，フィルタをコンパクトに形成できる。ま
た，前記フィルタ本体の粗密は，例えば，使用するセラ
ミック繊維の線径を変更することによって容易に構成す
ることができる。
【００１２】また，このフィルタ構造は，主フィルタと
サブフィルタとを上記フィルタ本体で作製し，主フィル
タをディーゼルエンジンの排気系に配置されたケース内
に配置し，主フィルタの排気ガス流入側の面に金網ヒー
タを配置し，前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を
介在して前記主フィルタに並列にサブフィルタを配置
し，該サブフィルタの排気ガス流入側にバイパス弁を配
置し，前記サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィル
タの空気通過抵抗に比較して小さく設定したので，主フ
ィルタの入口に切換弁を設ける必要なく，サブフィルタ
にヒータを設置する必要がなく，また主フィルタの再生
時に主フィルタに空気を送り込むポンプを設ける必要も
なく，全体をコンパクトな構造に構成できる。
サブフィルタとを上記フィルタ本体で作製し，主フィル
タをディーゼルエンジンの排気系に配置されたケース内
に配置し，主フィルタの排気ガス流入側の面に金網ヒー
タを配置し，前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を
介在して前記主フィルタに並列にサブフィルタを配置
し，該サブフィルタの排気ガス流入側にバイパス弁を配
置し，前記サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィル
タの空気通過抵抗に比較して小さく設定したので，主フ
ィルタの入口に切換弁を設ける必要なく，サブフィルタ
にヒータを設置する必要がなく，また主フィルタの再生
時に主フィルタに空気を送り込むポンプを設ける必要も
なく，全体をコンパクトな構造に構成できる。
【００１３】即ち，ディーゼルエンジンでは，供給され
る空気は燃料に対して過剰に設定されているので，全負
荷時でもディーゼルエンジンから排気される排気ガス中
には２０％程度の空気が含まれている。そこで，主フィ
ルタを再生する時に，主フィルタに少量の排気ガスを流
せば，主フィルタに捕集されているパティキュレートを
燃焼させるＯ2 を供給できることになる。従って，前記
サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィルタの空気通
過抵抗に比較して小さく設定しておけば，バイパス弁を
開放した時に，サブフィルタには多量の排気ガスが流れ
るが，パティキュレートを捕集している主フィルタにも
少量の排気ガスが流れることになり，主フィルタのパテ
ィキュレートの焼却に必要なＯ2 を供給することができ
る。しかも，主フィルタの再生時には主フィルタへは少
量の排気ガスであり，主フィルタへは過度の排気ガスが
流れることがなく，排気ガスによって冷却されてパティ
キュレートの焼却が悪化することはない。
る空気は燃料に対して過剰に設定されているので，全負
荷時でもディーゼルエンジンから排気される排気ガス中
には２０％程度の空気が含まれている。そこで，主フィ
ルタを再生する時に，主フィルタに少量の排気ガスを流
せば，主フィルタに捕集されているパティキュレートを
燃焼させるＯ2 を供給できることになる。従って，前記
サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィルタの空気通
過抵抗に比較して小さく設定しておけば，バイパス弁を
開放した時に，サブフィルタには多量の排気ガスが流れ
るが，パティキュレートを捕集している主フィルタにも
少量の排気ガスが流れることになり，主フィルタのパテ
ィキュレートの焼却に必要なＯ2 を供給することができ
る。しかも，主フィルタの再生時には主フィルタへは少
量の排気ガスであり，主フィルタへは過度の排気ガスが
流れることがなく，排気ガスによって冷却されてパティ
キュレートの焼却が悪化することはない。
【００１４】また，バイパス弁を閉鎖して主フィルタに
排気ガスを流す場合には，バイパス弁から漏洩する排気
ガスがサブフィルタを流れ，主フィルタの再生時にサブ
フィルタで捕集したパティキュレートは同様にサブフィ
ルタに供給され，しかもサブフィルタは主フィルタの内
部に配置されているので，主フィルタから受熱して冷却
されることなく，サブフィルタに捕集されているパティ
キュレートは排気ガスに含まれるＯ2 で焼却される。
排気ガスを流す場合には，バイパス弁から漏洩する排気
ガスがサブフィルタを流れ，主フィルタの再生時にサブ
フィルタで捕集したパティキュレートは同様にサブフィ
ルタに供給され，しかもサブフィルタは主フィルタの内
部に配置されているので，主フィルタから受熱して冷却
されることなく，サブフィルタに捕集されているパティ
キュレートは排気ガスに含まれるＯ2 で焼却される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
によるディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフ
ィルタ構造の実施例を説明する。図１はこの発明による
ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ
構造の作製工程を示す説明図，図２は図１のフィルタ構
造の一例を示す斜視図，及び図３は図１のフィルタ構造
の別の例を示す斜視図である。
によるディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフ
ィルタ構造の実施例を説明する。図１はこの発明による
ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ
構造の作製工程を示す説明図，図２は図１のフィルタ構
造の一例を示す斜視図，及び図３は図１のフィルタ構造
の別の例を示す斜視図である。
【００１６】フィルタ材として，セラミックス長繊維を
積層して該セラミックス長繊維間を液状セラミックス原
料で接合したフィルタと，該フィルタの全面に密着配設
した網状導電体とから構成したものであり，具体的に
は，前記フィルタは，ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系
の繊維とポリカルボシラン溶液，ポリチタノカルボシラ
ン溶液及びポリシランスチレン，ポリシラン，ポリシラ
ザン溶液から選択された溶液とを混合したスラリーを漉
いて作製した多孔質シートを焼結して前記溶液をＳｉＣ
又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシートフィルタ，
及び前記シートフィルタに積層されて密着係止した導電
性耐熱金属から作製されている金網ヒータから構成され
ている。このフィルタ構造は，上記のように作製したシ
ートフィルタに，耐熱性，耐酸化性の導電性金属から作
製した金網ヒータを積層してフィルタを作製したもので
ある。
積層して該セラミックス長繊維間を液状セラミックス原
料で接合したフィルタと，該フィルタの全面に密着配設
した網状導電体とから構成したものであり，具体的に
は，前記フィルタは，ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系
の繊維とポリカルボシラン溶液，ポリチタノカルボシラ
ン溶液及びポリシランスチレン，ポリシラン，ポリシラ
ザン溶液から選択された溶液とを混合したスラリーを漉
いて作製した多孔質シートを焼結して前記溶液をＳｉＣ
又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシートフィルタ，
及び前記シートフィルタに積層されて密着係止した導電
性耐熱金属から作製されている金網ヒータから構成され
ている。このフィルタ構造は，上記のように作製したシ
ートフィルタに，耐熱性，耐酸化性の導電性金属から作
製した金網ヒータを積層してフィルタを作製したもので
ある。
【００１７】このフィルタ構造は，例えば，図１に示す
ような工程によって作製することができる。まず，Ｓｉ
Ｃ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の不織布の繊維４１とポリ
カルボシラン又は溶融セラミックス４２とを容器４０に
投入し（ステップ３０），両者を混合してスラリー４３
を作製する。次いで，金網４４を敷いた上にスラリー４
３を流してシート状に漉き，シート状固化物４５にす
る。この時，シート状固化物４５において，不織布の繊
維４１と繊維４１との交点にポリカルボシラン又はポリ
チタノカルボシランが付着し，不織布の繊維４１がポリ
カルボシラン４２で固着されたシート状固化物１Ａの状
態になる（ステップ３１）。シート状固化物４５を乾燥
させ，乾燥したＳｉＣ系繊維シート４６のシート状成形
体１Ｂを作製する（ステップ３２）。次いで，シート状
成形体１Ｂを１４００℃で焼成してシートフィルタ４７
を作製する（ステップ３３）。この時，ポリカルボシラ
ン４２をＡｒ又は真空中で焼成することによりポリカル
ボシラン４２はＳｉＣに転化し，繊維シートを多孔質シ
ート状のシートフィルタ４７に構成する。また，シート
フィルタ４７では，金網４４が埋め込まれた状態であ
り，シートフィルタ４７がディーゼルパティキュレート
フィルタに組み込まれた時に，金網４４が後述の金網ヒ
ータ６として機能するようになる。この時，場合によっ
ては，金網ヒータ６は，目の細かい金網を用いて炭化ケ
イ素繊維を漉いて形成することもできる。勿論，金網４
４を敷かないで，シートフィルタ４７を形成することも
でき，その後，金網４４とシートフィルタ４７とを係止
して固定することもできる。
ような工程によって作製することができる。まず，Ｓｉ
Ｃ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の不織布の繊維４１とポリ
カルボシラン又は溶融セラミックス４２とを容器４０に
投入し（ステップ３０），両者を混合してスラリー４３
を作製する。次いで，金網４４を敷いた上にスラリー４
３を流してシート状に漉き，シート状固化物４５にす
る。この時，シート状固化物４５において，不織布の繊
維４１と繊維４１との交点にポリカルボシラン又はポリ
チタノカルボシランが付着し，不織布の繊維４１がポリ
カルボシラン４２で固着されたシート状固化物１Ａの状
態になる（ステップ３１）。シート状固化物４５を乾燥
させ，乾燥したＳｉＣ系繊維シート４６のシート状成形
体１Ｂを作製する（ステップ３２）。次いで，シート状
成形体１Ｂを１４００℃で焼成してシートフィルタ４７
を作製する（ステップ３３）。この時，ポリカルボシラ
ン４２をＡｒ又は真空中で焼成することによりポリカル
ボシラン４２はＳｉＣに転化し，繊維シートを多孔質シ
ート状のシートフィルタ４７に構成する。また，シート
フィルタ４７では，金網４４が埋め込まれた状態であ
り，シートフィルタ４７がディーゼルパティキュレート
フィルタに組み込まれた時に，金網４４が後述の金網ヒ
ータ６として機能するようになる。この時，場合によっ
ては，金網ヒータ６は，目の細かい金網を用いて炭化ケ
イ素繊維を漉いて形成することもできる。勿論，金網４
４を敷かないで，シートフィルタ４７を形成することも
でき，その後，金網４４とシートフィルタ４７とを係止
して固定することもできる。
【００１８】シートフィルタ４７がディーゼルパティキ
ュレートフィルタに組み込まれた時に，金網ヒータ６は
シートフィルタ４７の排気ガス流れの上流側に配置され
ることが再生に当たって好ましいものである。また，金
網ヒータ６の両側にシートフィルタ４７が積層され，排
気ガス流れの下流側に配置されたシートフィルタ４７は
上流側に配置されたシートフィルタ４７より繊維間が密
目に構成することもできるものである。金網ヒータ６
は，シートフィルタ４７に金属線等の固着具を使用して
係止して固定してもよく，シートフィルタ４７に挟み込
んで固定してもよい。金網ヒータ６をシートフィルタ４
７の間に積層した場合には，排気ガス流れの下流側に配
置されたシートフィルタ４７を上流側に配置されたシー
トフィルタ４７より繊維間が密目に構成することが，排
気ガス中に含まれるカーボン，すす，スモーク等のパテ
ィキュレートを効率的に捕集することができる。シート
フィルタ４７を粗密な構造に構成するには，例えば，シ
ートフィルタ４７を作製するセラミックス繊維の線径を
変更することによって，シートフィルタ４７の目を粗の
目に構成したり，密目に構成することができる。
ュレートフィルタに組み込まれた時に，金網ヒータ６は
シートフィルタ４７の排気ガス流れの上流側に配置され
ることが再生に当たって好ましいものである。また，金
網ヒータ６の両側にシートフィルタ４７が積層され，排
気ガス流れの下流側に配置されたシートフィルタ４７は
上流側に配置されたシートフィルタ４７より繊維間が密
目に構成することもできるものである。金網ヒータ６
は，シートフィルタ４７に金属線等の固着具を使用して
係止して固定してもよく，シートフィルタ４７に挟み込
んで固定してもよい。金網ヒータ６をシートフィルタ４
７の間に積層した場合には，排気ガス流れの下流側に配
置されたシートフィルタ４７を上流側に配置されたシー
トフィルタ４７より繊維間が密目に構成することが，排
気ガス中に含まれるカーボン，すす，スモーク等のパテ
ィキュレートを効率的に捕集することができる。シート
フィルタ４７を粗密な構造に構成するには，例えば，シ
ートフィルタ４７を作製するセラミックス繊維の線径を
変更することによって，シートフィルタ４７の目を粗の
目に構成したり，密目に構成することができる。
【００１９】このフィルタ構造は，ディーゼルエンジン
の排気系に配置され，排気ガス中に含まれるカーボン，
すす，スモーク等のパティキュレートを捕集し，捕集さ
れたパティキュレートを加熱焼却できるディーゼルパテ
ィキュレートフィルタに適用できるものである。図２に
は，ディーゼルパティキュレートフィルタに組み込むこ
とができるシートフィルタの一実施例を示している。こ
の実施例のシートフィルタ４７は，後述の主フィルタ１
として利用できるフィルタ２６を構成している。フィル
タ２６は，半径方向に予め定められた長さで順次折り曲
げられて襞状に形成され，その襞形状が筒状に形成され
ている。図２では，金網ヒータ６についてはフィルタ２
６の端部の一部領域のみに作図しているが，該端部の全
面から金網ヒータ６を突出させて金網端子を構成できる
ものである。
の排気系に配置され，排気ガス中に含まれるカーボン，
すす，スモーク等のパティキュレートを捕集し，捕集さ
れたパティキュレートを加熱焼却できるディーゼルパテ
ィキュレートフィルタに適用できるものである。図２に
は，ディーゼルパティキュレートフィルタに組み込むこ
とができるシートフィルタの一実施例を示している。こ
の実施例のシートフィルタ４７は，後述の主フィルタ１
として利用できるフィルタ２６を構成している。フィル
タ２６は，半径方向に予め定められた長さで順次折り曲
げられて襞状に形成され，その襞形状が筒状に形成され
ている。図２では，金網ヒータ６についてはフィルタ２
６の端部の一部領域のみに作図しているが，該端部の全
面から金網ヒータ６を突出させて金網端子を構成できる
ものである。
【００２０】或いは，フィルタをディーゼルパティキュ
レートフィルタに組み込むため，図３に示す形状に形成
することができる。図３には，ディーゼルパティキュレ
ートフィルタに組み込むことができるシートフィルタの
別の実施例を示している。この実施例のシートフィルタ
４７は，排気ガス流れ方向に長手方向に金網ヒータ６と
並列の積層して配置された筒状に形成されているフィル
タ２７であり，後述の主フィルタ２５として利用できる
ものである。また，図示していないが，フィルタ２７
は，金網ヒータを積層しない構造に形成することもで
き，金網ヒータを備えていないフィルタは後述のサブフ
ィルタ２として適用できるものである。
レートフィルタに組み込むため，図３に示す形状に形成
することができる。図３には，ディーゼルパティキュレ
ートフィルタに組み込むことができるシートフィルタの
別の実施例を示している。この実施例のシートフィルタ
４７は，排気ガス流れ方向に長手方向に金網ヒータ６と
並列の積層して配置された筒状に形成されているフィル
タ２７であり，後述の主フィルタ２５として利用できる
ものである。また，図示していないが，フィルタ２７
は，金網ヒータを積層しない構造に形成することもで
き，金網ヒータを備えていないフィルタは後述のサブフ
ィルタ２として適用できるものである。
【００２１】図４と図５を参照して，このフィルタ構造
を適用したディーゼルパティキュレートフィルタの一実
施例を説明する。このフィルタ構造では，図２に示すシ
ートフィルタ４７を主フィルタ１として適用し，また，
金網ヒータを備えていない筒状シートフィルタをサブフ
ィルタ２として適用している。ディーゼルエンジンの排
気管（図示せず）にフランジ２３を介して連結されるケ
ース３を有する。ケース３内には，パティキュレートを
捕集できる主フィルタ１とサブフィルタ２とが排気ガス
流れ方向にバイパス筒体４によって分離され，排気ガス
流れに並列に入口１５から出口１６に延びるように配置
されている。また，ケース３と主フィルタ１との間のケ
ース３の内面には，主フィルタ１からケース３を通じて
外部に放熱するのを防止するため，遮熱材５が配置され
ている。
を適用したディーゼルパティキュレートフィルタの一実
施例を説明する。このフィルタ構造では，図２に示すシ
ートフィルタ４７を主フィルタ１として適用し，また，
金網ヒータを備えていない筒状シートフィルタをサブフ
ィルタ２として適用している。ディーゼルエンジンの排
気管（図示せず）にフランジ２３を介して連結されるケ
ース３を有する。ケース３内には，パティキュレートを
捕集できる主フィルタ１とサブフィルタ２とが排気ガス
流れ方向にバイパス筒体４によって分離され，排気ガス
流れに並列に入口１５から出口１６に延びるように配置
されている。また，ケース３と主フィルタ１との間のケ
ース３の内面には，主フィルタ１からケース３を通じて
外部に放熱するのを防止するため，遮熱材５が配置され
ている。
【００２２】主フィルタ１は，排気ガス通路２２に配置
され，排気ガス入口１５側の主フィルタ１の外周端部は
遮蔽プレート２８で閉鎖され，排気ガス出口１６側の主
フィルタ１の端面はプレート状シートフィルタ２４で閉
鎖されている。プレート状シートフィルタ２４はシート
フィルタ４７で作製できるものである。主フィルタ１の
内側には，主フィルタ１とサブフィルタ２との排気ガス
流れを遮断する遮蔽用バイパス筒体４が配置され，バイ
パス筒体４の内側にサブフィルタ２が配置されている。
主フィルタ１及びバイパス筒体４は，それらの両端部が
複数本の支柱１８によってケース３に支持固定されてお
り，サブフィルタ２はバイパス筒体４に複数本の支柱１
７によって支持固定されている。また，主フィルタ１の
中央部にバイパス筒体４を介在して主フィルタ１に対し
て排気ガス流れに並列にサブフィルタ２が配置されてい
る。
され，排気ガス入口１５側の主フィルタ１の外周端部は
遮蔽プレート２８で閉鎖され，排気ガス出口１６側の主
フィルタ１の端面はプレート状シートフィルタ２４で閉
鎖されている。プレート状シートフィルタ２４はシート
フィルタ４７で作製できるものである。主フィルタ１の
内側には，主フィルタ１とサブフィルタ２との排気ガス
流れを遮断する遮蔽用バイパス筒体４が配置され，バイ
パス筒体４の内側にサブフィルタ２が配置されている。
主フィルタ１及びバイパス筒体４は，それらの両端部が
複数本の支柱１８によってケース３に支持固定されてお
り，サブフィルタ２はバイパス筒体４に複数本の支柱１
７によって支持固定されている。また，主フィルタ１の
中央部にバイパス筒体４を介在して主フィルタ１に対し
て排気ガス流れに並列にサブフィルタ２が配置されてい
る。
【００２３】更に，このフィルタ構造は，主フィルタ１
の表面に金網ヒータ６が配置されている。金網ヒータ６
は，主フィルタ１に捕集されたパティキュレートを加熱
燃焼させるために，コントローラ１０の指令で通電制御
されるように構成されている。金網ヒータ６は，排気ガ
ス通路２２の主フィルタ１の流入側の全面にわたって延
びており，電極端子９を通じてコントローラ１０に接続
されている。金網ヒータ６は，Ｎｉ系金属で作製するこ
とが好ましく，主フィルタ１の表面に対して均一に加熱
することができるように構成されている。
の表面に金網ヒータ６が配置されている。金網ヒータ６
は，主フィルタ１に捕集されたパティキュレートを加熱
燃焼させるために，コントローラ１０の指令で通電制御
されるように構成されている。金網ヒータ６は，排気ガ
ス通路２２の主フィルタ１の流入側の全面にわたって延
びており，電極端子９を通じてコントローラ１０に接続
されている。金網ヒータ６は，Ｎｉ系金属で作製するこ
とが好ましく，主フィルタ１の表面に対して均一に加熱
することができるように構成されている。
【００２４】また，サブフィルタ２の排気ガス流入側に
はサブフィルタ２の流入口を開閉するバイパス弁７が配
置されている。バイパス弁７は，コントローラ１０の指
令で駆動されるアクチュエータ８によって開閉作動され
るものである。バイパス弁７には，サブフィルタ２の再
生のため，僅かな排気ガスが漏洩する通孔を形成しても
よく，また，バイパス弁７自体を漏洩するようにバイパ
ス通路２１に配設してもよい。
はサブフィルタ２の流入口を開閉するバイパス弁７が配
置されている。バイパス弁７は，コントローラ１０の指
令で駆動されるアクチュエータ８によって開閉作動され
るものである。バイパス弁７には，サブフィルタ２の再
生のため，僅かな排気ガスが漏洩する通孔を形成しても
よく，また，バイパス弁７自体を漏洩するようにバイパ
ス通路２１に配設してもよい。
【００２５】また，ケース３の排気ガス入口１５には排
気ガス圧を検出する排気ガス圧センサー１４が設けら
れ，排気ガス圧センサー１４によって検出された排気ガ
ス圧の情報はコントローラ１０に入力されるように構成
されている。更に，コントローラ１０にはエンジン作動
状態，即ち，エンジン回転数を検出する回転センサー１
１，エンジン負荷を検出する負荷センサー１２及び排気
ガス温度を検出する温度センサー１３が設けられてい
る。コントローラ１０は，エンジン作動状態の検出信号
を受けて，エンジン作動状態に対応して予め決定されて
いる排気ガス圧の検出値に対応するパティキュレートの
捕集状態を判断し，バイパス弁７の開放タイミング即ち
主フィルタ１の再生タイミングを制御するように構成さ
れている。
気ガス圧を検出する排気ガス圧センサー１４が設けら
れ，排気ガス圧センサー１４によって検出された排気ガ
ス圧の情報はコントローラ１０に入力されるように構成
されている。更に，コントローラ１０にはエンジン作動
状態，即ち，エンジン回転数を検出する回転センサー１
１，エンジン負荷を検出する負荷センサー１２及び排気
ガス温度を検出する温度センサー１３が設けられてい
る。コントローラ１０は，エンジン作動状態の検出信号
を受けて，エンジン作動状態に対応して予め決定されて
いる排気ガス圧の検出値に対応するパティキュレートの
捕集状態を判断し，バイパス弁７の開放タイミング即ち
主フィルタ１の再生タイミングを制御するように構成さ
れている。
【００２６】このフィルタ構造は，上記構成において，
サブフィルタ２の空気通過抵抗を主フィルタ１の空気通
過抵抗に比較して小さく設定されている。主フィルタ１
とサブフィルタ２との空気通過抵抗は，フィルタを構成
する材質を変更することで確保できる。例えば，サブフ
ィルタ２を構成する繊維の線径を主フィルタ１を構成す
る繊維の線径より大きくすることによって達成できる。
そして，主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過抵
抗値は，次のようにして設定することができる。主フィ
ルタ１とサブフィルタ２との空気通過抵抗は，主フィル
タ１の再生のためのバイパス弁７の開放時の主フィルタ
１とサブフィルタ２とを通過する全排気ガス流量Ｑ
T と，主フィルタ１の再生完了時の主フィルタ１を通過
する排気ガス流量Ｑ2 1 との比がＱT ／Ｑ2 1 ＞２０を
満足するように設定されている。この数値即ちＱT ／Ｑ
2 1 ＞２０は，ディーゼルエンジンの空気過剰率を考慮
して排気ガスに含まれる約２０％の空気量によって決定
されている。
サブフィルタ２の空気通過抵抗を主フィルタ１の空気通
過抵抗に比較して小さく設定されている。主フィルタ１
とサブフィルタ２との空気通過抵抗は，フィルタを構成
する材質を変更することで確保できる。例えば，サブフ
ィルタ２を構成する繊維の線径を主フィルタ１を構成す
る繊維の線径より大きくすることによって達成できる。
そして，主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過抵
抗値は，次のようにして設定することができる。主フィ
ルタ１とサブフィルタ２との空気通過抵抗は，主フィル
タ１の再生のためのバイパス弁７の開放時の主フィルタ
１とサブフィルタ２とを通過する全排気ガス流量Ｑ
T と，主フィルタ１の再生完了時の主フィルタ１を通過
する排気ガス流量Ｑ2 1 との比がＱT ／Ｑ2 1 ＞２０を
満足するように設定されている。この数値即ちＱT ／Ｑ
2 1 ＞２０は，ディーゼルエンジンの空気過剰率を考慮
して排気ガスに含まれる約２０％の空気量によって決定
されている。
【００２７】主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通
過抵抗値の設定を図８を参照して説明する。図８は図４
のディーゼルパティキュレートフィルタの捕集時間Ｔに
対する主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過抵抗
値Ｒを示すグラフである。主フィルタ１及びサブフィル
タ２が排気ガスの濾過機能を有して排気ガス中のパティ
キュレートを捕集する場合には，主フィルタ１とサブフ
ィルタ２との圧力損失は次のようになる。主フィルタ１
でパティキュレートが捕集されて捕集時間Ｔ2の間に主
フィルタ１にパティキュレートが堆積し，主フィルタ１
が空気通過抵抗値Ｒ2 2 になって所定の圧力損失に達す
ると，コントローラ１０の指令によってアクチュエータ
８が駆動してバイパス弁７が開放し，金網ヒータ６が通
電され，主フィルタ１が加熱されて主フィルタ１の再生
状態になる。主フィルタ１が加熱されると，主フィルタ
１に捕集されているパティキュレートが加熱され，排気
ガス中のＯ2 を利用してパティキュレートはＣＯ2 とＨ
2 Ｏのガスに変化して焼却される。
過抵抗値の設定を図８を参照して説明する。図８は図４
のディーゼルパティキュレートフィルタの捕集時間Ｔに
対する主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過抵抗
値Ｒを示すグラフである。主フィルタ１及びサブフィル
タ２が排気ガスの濾過機能を有して排気ガス中のパティ
キュレートを捕集する場合には，主フィルタ１とサブフ
ィルタ２との圧力損失は次のようになる。主フィルタ１
でパティキュレートが捕集されて捕集時間Ｔ2の間に主
フィルタ１にパティキュレートが堆積し，主フィルタ１
が空気通過抵抗値Ｒ2 2 になって所定の圧力損失に達す
ると，コントローラ１０の指令によってアクチュエータ
８が駆動してバイパス弁７が開放し，金網ヒータ６が通
電され，主フィルタ１が加熱されて主フィルタ１の再生
状態になる。主フィルタ１が加熱されると，主フィルタ
１に捕集されているパティキュレートが加熱され，排気
ガス中のＯ2 を利用してパティキュレートはＣＯ2 とＨ
2 Ｏのガスに変化して焼却される。
【００２８】主フィルタ１の再生時には，最初は排気ガ
スのほとんどがサブフィルタ２を流れ，主フィルタ１に
は微量の排気ガスが流れるが，主フィルタ１の再生処理
が進行するに従って，主フィルタ１の空気通過抵抗値が
段々小さくなり，サブフィルタ２に排気ガス中のパティ
キュレートが捕集されてサブフィルタ２の空気通過抵抗
値が段々大きくなる。それ故に，主フィルタ１の再生処
理の進行につれて主フィルタ１とサブフィルタ２との空
気通過抵抗のバランスによって主フィルタ１側へ排気ガ
スが流れるようになる。この場合，主フィルタ１の再生
時には，主フィルタ１側に過度な排気ガス及び空気が流
れないようにすることが重要である。
スのほとんどがサブフィルタ２を流れ，主フィルタ１に
は微量の排気ガスが流れるが，主フィルタ１の再生処理
が進行するに従って，主フィルタ１の空気通過抵抗値が
段々小さくなり，サブフィルタ２に排気ガス中のパティ
キュレートが捕集されてサブフィルタ２の空気通過抵抗
値が段々大きくなる。それ故に，主フィルタ１の再生処
理の進行につれて主フィルタ１とサブフィルタ２との空
気通過抵抗のバランスによって主フィルタ１側へ排気ガ
スが流れるようになる。この場合，主フィルタ１の再生
時には，主フィルタ１側に過度な排気ガス及び空気が流
れないようにすることが重要である。
【００２９】このディーゼルパティキュレートフィルタ
において，主フィルタ１による排気ガス中のパティキュ
レートの捕集を所定時間Ｔ2 にわたって行って，所定量
のパティキュレートが主フィルタ１に捕集され，主フィ
ルタ１にパティキュレートが堆積して詰まった状態にな
り，その時，即ち，主フィルタ１の再生を開始する時の
主フィルタ１の空気通過抵抗値をＲ2 2 とする。また，
サブフィルタ２には排気ガスが流されていないので，サ
ブフィルタ２にパティキュレートは堆積されておらず，
その時のサブフィルタ２の空気通過抵抗値をＲ1 1 とす
る。また，主フィルタ１の再生が終わった時の空気通過
抵抗をＲ2 1 とし，サブフィルタ２がパティキュレート
で詰まった場合の空気通過抵抗をＲ1 2 とする。バイパ
ス弁７が開放して主フィルタ１の再生が完了すると，フ
ィルタ全体での空気通過抵抗値をＲとすると，１／Ｒ＝
（１／Ｒ1 2 ）＋（１／Ｒ2 1 ）が成り立つので， Ｒ＝Ｒ1 2 ・Ｒ2 1 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ2 1 ）である。 従って，差圧ΔＰに対して排気ガス流量の関数ＱT は，
Ｋを係数とすると， ΔＰ＝Ｋ・ＱT ×〔Ｒ1 2 ・Ｒ2 1 ／（Ｒ1 2 ＋
Ｒ2 1 ）〕で表される。 また，主フィルタ１についての排気ガス流量の関数Ｑ
2 1 とし，サブフィルタ２についての排気ガス流量の関
数Ｑ1 2 とすると， ΔＰ＝Ｋ・Ｒ1 2 ・Ｑ1 2 ＝Ｒ2 1 ・Ｑ2 1 ＱT ＝Ｑ1 2 ＋Ｑ2 1 で表される。 上記の各式から，Ｑ2 1 ／ＱT ＝Ｒ1 2 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ
2 1 ）となる。
において，主フィルタ１による排気ガス中のパティキュ
レートの捕集を所定時間Ｔ2 にわたって行って，所定量
のパティキュレートが主フィルタ１に捕集され，主フィ
ルタ１にパティキュレートが堆積して詰まった状態にな
り，その時，即ち，主フィルタ１の再生を開始する時の
主フィルタ１の空気通過抵抗値をＲ2 2 とする。また，
サブフィルタ２には排気ガスが流されていないので，サ
ブフィルタ２にパティキュレートは堆積されておらず，
その時のサブフィルタ２の空気通過抵抗値をＲ1 1 とす
る。また，主フィルタ１の再生が終わった時の空気通過
抵抗をＲ2 1 とし，サブフィルタ２がパティキュレート
で詰まった場合の空気通過抵抗をＲ1 2 とする。バイパ
ス弁７が開放して主フィルタ１の再生が完了すると，フ
ィルタ全体での空気通過抵抗値をＲとすると，１／Ｒ＝
（１／Ｒ1 2 ）＋（１／Ｒ2 1 ）が成り立つので， Ｒ＝Ｒ1 2 ・Ｒ2 1 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ2 1 ）である。 従って，差圧ΔＰに対して排気ガス流量の関数ＱT は，
Ｋを係数とすると， ΔＰ＝Ｋ・ＱT ×〔Ｒ1 2 ・Ｒ2 1 ／（Ｒ1 2 ＋
Ｒ2 1 ）〕で表される。 また，主フィルタ１についての排気ガス流量の関数Ｑ
2 1 とし，サブフィルタ２についての排気ガス流量の関
数Ｑ1 2 とすると， ΔＰ＝Ｋ・Ｒ1 2 ・Ｑ1 2 ＝Ｒ2 1 ・Ｑ2 1 ＱT ＝Ｑ1 2 ＋Ｑ2 1 で表される。 上記の各式から，Ｑ2 1 ／ＱT ＝Ｒ1 2 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ
2 1 ）となる。
【００３０】主フィルタ１の再生が進行して主フィルタ
１に捕集されているパティキュレートが加熱焼却され，
主フィルタ１の再生が完了するが，その時の主フィルタ
１の空気通過抵抗値をＲ2 1 とする。また，その間にサ
ブフィルタ２には排気ガスが流されてサブフィルタ２が
パティキュレートを捕集時間Ｔ1 にわたって捕集してパ
ティキュレートが堆積し，その時のサブフィルタ２の空
気通過抵抗値をＲ1 2とする。また，主フィルタ１につ
いての排気ガス流量の関数Ｑ2 1 とし，サブフィルタ２
についての排気ガス流量の関数Ｑ1 2 とすると，この時
に主フィルタ１にはパティキュレートを焼却できる条件
が整っていれば良い。
１に捕集されているパティキュレートが加熱焼却され，
主フィルタ１の再生が完了するが，その時の主フィルタ
１の空気通過抵抗値をＲ2 1 とする。また，その間にサ
ブフィルタ２には排気ガスが流されてサブフィルタ２が
パティキュレートを捕集時間Ｔ1 にわたって捕集してパ
ティキュレートが堆積し，その時のサブフィルタ２の空
気通過抵抗値をＲ1 2とする。また，主フィルタ１につ
いての排気ガス流量の関数Ｑ2 1 とし，サブフィルタ２
についての排気ガス流量の関数Ｑ1 2 とすると，この時
に主フィルタ１にはパティキュレートを焼却できる条件
が整っていれば良い。
【００３１】ここで，ディーゼルエンジンの空気過剰率
を考慮して排気ガスに含まれる空気量が２０％程度とす
ると，Ｑ2 1 ／ＱT ＜１／２０の範囲に，主フィルタ１
とサブフィルタ２との空気通過抵抗が設定されると，主
フィルタ１に捕集されているパティキュレートが焼却さ
れるのに必要な空気量が供給されることになる。即ち，
主フィルタ１の再生時に，排気ガスにより主フィルタ１
が冷却されることなく，パティキュレートが加熱焼却さ
れるに十分な空気量が供給され，主フィルタ１の再生が
完了することになる。
を考慮して排気ガスに含まれる空気量が２０％程度とす
ると，Ｑ2 1 ／ＱT ＜１／２０の範囲に，主フィルタ１
とサブフィルタ２との空気通過抵抗が設定されると，主
フィルタ１に捕集されているパティキュレートが焼却さ
れるのに必要な空気量が供給されることになる。即ち，
主フィルタ１の再生時に，排気ガスにより主フィルタ１
が冷却されることなく，パティキュレートが加熱焼却さ
れるに十分な空気量が供給され，主フィルタ１の再生が
完了することになる。
【００３２】また，主フィルタ１の再生が完了すると，
その間にサブフィルタ２は排気ガス中のパティキュレー
トを捕集してサブフィルタ２にパティキュレートが堆積
された状態になる。そこで，バイパス弁７を閉鎖し，サ
ブフィルタ２の再生を開始する。その時は，サブフィル
タ２は主フィルタ１の内部に配置されているので，サブ
フィルタ２には排気ガスの熱エネルギーが蓄熱され，そ
の熱エネルギーによってサブフィルタ２は加熱されてい
るので，バイパス弁７の閉鎖後直ちにサブフィルタ２に
設けたヒータ６に通電し，サブフィルタ２に捕集された
パティキュレートを焼却すれば良く，バイパス弁７を通
じて漏洩する排気ガスに含まれている空気を利用して燃
焼し，サブフィルタ２が再生される。
その間にサブフィルタ２は排気ガス中のパティキュレー
トを捕集してサブフィルタ２にパティキュレートが堆積
された状態になる。そこで，バイパス弁７を閉鎖し，サ
ブフィルタ２の再生を開始する。その時は，サブフィル
タ２は主フィルタ１の内部に配置されているので，サブ
フィルタ２には排気ガスの熱エネルギーが蓄熱され，そ
の熱エネルギーによってサブフィルタ２は加熱されてい
るので，バイパス弁７の閉鎖後直ちにサブフィルタ２に
設けたヒータ６に通電し，サブフィルタ２に捕集された
パティキュレートを焼却すれば良く，バイパス弁７を通
じて漏洩する排気ガスに含まれている空気を利用して燃
焼し，サブフィルタ２が再生される。
【００３３】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は，上記のように構成されており，次のように作動す
る。ディーゼルエンジンが駆動され，排気ガスが排気管
を通じて排気ガス通路２２に送り込まれる。この時，バ
イパス弁７は閉鎖状態であり，排気ガスは入口１５から
排気ガス通路２２に送り込まれ，排気ガス通路２２から
主フィルタ１を通過し，主フィルタ１で排気ガス中に含
まれるすす，カーボン，スモーク等のパティキュレート
が捕集され，クリーンな排気ガスは出口１６へと排出さ
れている。捕集されたパティキュレートは主フィルタ１
に堆積することになり，図８に示すように，捕集時間に
従って主フィルタ１の空気通過抵抗が徐々に上昇するこ
とになる。一方，コントローラ１０は，回転センサー１
１，負荷センサー１２及び温度センサー１３からの検出
信号を受け，それらの検出値からエンジン作動状態を判
断し，予め設定されている排気ガス圧の検出値に達する
とアクチュエータ８を作動してバイパス弁７を開放する
かを決定する。
は，上記のように構成されており，次のように作動す
る。ディーゼルエンジンが駆動され，排気ガスが排気管
を通じて排気ガス通路２２に送り込まれる。この時，バ
イパス弁７は閉鎖状態であり，排気ガスは入口１５から
排気ガス通路２２に送り込まれ，排気ガス通路２２から
主フィルタ１を通過し，主フィルタ１で排気ガス中に含
まれるすす，カーボン，スモーク等のパティキュレート
が捕集され，クリーンな排気ガスは出口１６へと排出さ
れている。捕集されたパティキュレートは主フィルタ１
に堆積することになり，図８に示すように，捕集時間に
従って主フィルタ１の空気通過抵抗が徐々に上昇するこ
とになる。一方，コントローラ１０は，回転センサー１
１，負荷センサー１２及び温度センサー１３からの検出
信号を受け，それらの検出値からエンジン作動状態を判
断し，予め設定されている排気ガス圧の検出値に達する
とアクチュエータ８を作動してバイパス弁７を開放する
かを決定する。
【００３４】そこで，排気ガス通路２２に設けた排気ガ
ス圧センサー１４が予め設定した排気ガス圧を検出する
と，主フィルタ１は十分なパティキュレートを捕集して
いる状態であるので，コントローラ１０は，主フィルタ
１の再生を行うために，アクチュエータ８を作動する指
令を発し，アクチュエータ８の作動によってバイパス弁
７が開放される。バイパス弁７が開放すると，排気ガス
の大部分はバイパス通路２１を通じてサブフィルタ２を
通過し，排気ガスの微量が排気ガス通路２２から主フィ
ルタ１へ送り込まれるようになる。更に，コントローラ
１０は電極端子９を通じて金網ヒータ６に電流を流す指
令を発し，金網ヒータ６は加熱されて主フィルタ１が加
熱される。サブフィルタ２を通過する排気ガスはその中
に含まれるパティキュレートがサブフィルタ２で捕集さ
れ，捕集されたパティキュレートはサブフィルタ２に堆
積する。この時，サブフィルタ２の空気通過抵抗値は，
図８に示すように，Ｒ1 1 からＲ1 2 へと徐々に上昇す
ることになる。
ス圧センサー１４が予め設定した排気ガス圧を検出する
と，主フィルタ１は十分なパティキュレートを捕集して
いる状態であるので，コントローラ１０は，主フィルタ
１の再生を行うために，アクチュエータ８を作動する指
令を発し，アクチュエータ８の作動によってバイパス弁
７が開放される。バイパス弁７が開放すると，排気ガス
の大部分はバイパス通路２１を通じてサブフィルタ２を
通過し，排気ガスの微量が排気ガス通路２２から主フィ
ルタ１へ送り込まれるようになる。更に，コントローラ
１０は電極端子９を通じて金網ヒータ６に電流を流す指
令を発し，金網ヒータ６は加熱されて主フィルタ１が加
熱される。サブフィルタ２を通過する排気ガスはその中
に含まれるパティキュレートがサブフィルタ２で捕集さ
れ，捕集されたパティキュレートはサブフィルタ２に堆
積する。この時，サブフィルタ２の空気通過抵抗値は，
図８に示すように，Ｒ1 1 からＲ1 2 へと徐々に上昇す
ることになる。
【００３５】金網ヒータ６が加熱されて主フィルタ１が
加熱されると，主フィルタ１に捕集されているパティキ
ュレートは主フィルタ１を通過する微量の排気ガスに含
まれる空気を使用してＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏに変化して焼却さ
れ，ガスになって出口１６から放出される。主フィルタ
１の再生が進行すると，図８に示すように，主フィルタ
１の空気通過抵抗値はＲ2 2 からＲ2 1 へと徐々に低下
するように変化し，主フィルタ１の再生が完了する。主
フィルタ１の再生完了は，エンジン作動状態を考慮して
予め設定されている排気ガス圧値によって，コントロー
ラ１０で判断される。この時，主フィルタ１とサブフィ
ルタ２との空気通過抵抗のバランスによって排気ガスの
流れはサブフィルタ２から主フィルタ１へと徐々に多く
なるように移って行くようになるが，この実施例では，
主フィルタ１の再生完了時における主フィルタ１の空気
通過抵抗値Ｒ2 1 はサブフィルタ２の空気通過抵抗値Ｒ
12 より高くなるように設定されている。従って，主フ
ィルタ１の再生完了時においても，サブフィルタ２に流
れる排気ガスが主フィルタ１に流れる排気ガスよりも多
くなっている。
加熱されると，主フィルタ１に捕集されているパティキ
ュレートは主フィルタ１を通過する微量の排気ガスに含
まれる空気を使用してＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏに変化して焼却さ
れ，ガスになって出口１６から放出される。主フィルタ
１の再生が進行すると，図８に示すように，主フィルタ
１の空気通過抵抗値はＲ2 2 からＲ2 1 へと徐々に低下
するように変化し，主フィルタ１の再生が完了する。主
フィルタ１の再生完了は，エンジン作動状態を考慮して
予め設定されている排気ガス圧値によって，コントロー
ラ１０で判断される。この時，主フィルタ１とサブフィ
ルタ２との空気通過抵抗のバランスによって排気ガスの
流れはサブフィルタ２から主フィルタ１へと徐々に多く
なるように移って行くようになるが，この実施例では，
主フィルタ１の再生完了時における主フィルタ１の空気
通過抵抗値Ｒ2 1 はサブフィルタ２の空気通過抵抗値Ｒ
12 より高くなるように設定されている。従って，主フ
ィルタ１の再生完了時においても，サブフィルタ２に流
れる排気ガスが主フィルタ１に流れる排気ガスよりも多
くなっている。
【００３６】主フィルタ１の再生が完了すると，コント
ローラ１０はアクチュエータ８を作動してバイパス弁７
を閉鎖する指令を発する。バイパス弁７が閉鎖すると，
排気ガスは排気ガス通路２２から主フィルタ１を通過す
るようになり，通常の排気ガス処理，即ち，主フィルタ
１によるパティキュレートの捕集処理になる。この時，
微量の排気ガスはバイパス弁７に形成した通孔或いは隙
間からを通過してバイパス通路２１に送り込まれる。更
に，バイパス通路２１は主フィルタ１に囲まれているの
で，そこに蓄熱される状態になっている。そこで，サブ
フィルタ２に捕集されているパティキュレートはバイパ
ス通路２１からサブフィルタ２を通過する微量の排気ガ
スに含まれる空気を利用して焼却され，サブフィルタ２
は再生されることになる。このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは，上記の作動サイクルが繰り返されて排
気ガスが連続して浄化処理されることになる。
ローラ１０はアクチュエータ８を作動してバイパス弁７
を閉鎖する指令を発する。バイパス弁７が閉鎖すると，
排気ガスは排気ガス通路２２から主フィルタ１を通過す
るようになり，通常の排気ガス処理，即ち，主フィルタ
１によるパティキュレートの捕集処理になる。この時，
微量の排気ガスはバイパス弁７に形成した通孔或いは隙
間からを通過してバイパス通路２１に送り込まれる。更
に，バイパス通路２１は主フィルタ１に囲まれているの
で，そこに蓄熱される状態になっている。そこで，サブ
フィルタ２に捕集されているパティキュレートはバイパ
ス通路２１からサブフィルタ２を通過する微量の排気ガ
スに含まれる空気を利用して焼却され，サブフィルタ２
は再生されることになる。このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは，上記の作動サイクルが繰り返されて排
気ガスが連続して浄化処理されることになる。
【００３７】次に，図６及び図７を参照して，このフィ
ルタ構造を適用してディーゼルパティキュレートフィル
タの別の実施例を説明する。この実施例は，上記実施例
と比較して主フィルタとして適用したシートフィルタの
構造が相違する以外は，同一の構成及び機能を有するの
で，同一の部品には同一の符号を付し，ここでは重複す
る説明を省略する。この実施例のディーゼルパティキュ
レートフィルタでは，主フィルタ２５として図３に示す
フィルタ２７を適用したものである。主フィルタ２５
は，内筒１９と外筒２０から構成されている。外筒２０
には図３に示すフィルタ２７が適用されているが，内筒
１９にはシートフィルタ４７と金網ヒータ６とが内外が
逆に配置されているフィルタが利用されている。また，
排気ガス通路２２の排気ガス入口１５側において，サブ
フィルタ２と遮蔽用バイパス筒体４との間には，バイパ
ス通路２１の入口側周囲部を遮断するため，遮蔽プレー
ト２９が設けられている。また，主フィルタ２５の排気
ガス入口１５側の端面には，シートフィルタ４７から平
らに形成されたプレート状フィルタ２４が配置されてい
る。この実施例のディーゼルパティキュレートフィルタ
は，上記実施例のものと比較して主フィルタの構造以外
は，同様の構成，同様の作用，機能を有するので，ここ
ではその説明は省略する。
ルタ構造を適用してディーゼルパティキュレートフィル
タの別の実施例を説明する。この実施例は，上記実施例
と比較して主フィルタとして適用したシートフィルタの
構造が相違する以外は，同一の構成及び機能を有するの
で，同一の部品には同一の符号を付し，ここでは重複す
る説明を省略する。この実施例のディーゼルパティキュ
レートフィルタでは，主フィルタ２５として図３に示す
フィルタ２７を適用したものである。主フィルタ２５
は，内筒１９と外筒２０から構成されている。外筒２０
には図３に示すフィルタ２７が適用されているが，内筒
１９にはシートフィルタ４７と金網ヒータ６とが内外が
逆に配置されているフィルタが利用されている。また，
排気ガス通路２２の排気ガス入口１５側において，サブ
フィルタ２と遮蔽用バイパス筒体４との間には，バイパ
ス通路２１の入口側周囲部を遮断するため，遮蔽プレー
ト２９が設けられている。また，主フィルタ２５の排気
ガス入口１５側の端面には，シートフィルタ４７から平
らに形成されたプレート状フィルタ２４が配置されてい
る。この実施例のディーゼルパティキュレートフィルタ
は，上記実施例のものと比較して主フィルタの構造以外
は，同様の構成，同様の作用，機能を有するので，ここ
ではその説明は省略する。
【００３８】
【発明の効果】この発明によるフィルタ構造は，上記の
ように，ディーゼルエンジンの排気系に組み込んだケー
ス内に配置されたフィルタと金網ヒータを有し，該フィ
ルタによって排気ガスに含まれるパティキュレートを捕
集し，捕集されたパティキュレートを金網ヒータを通電
することによって加熱焼却するディーゼルパティキュレ
ートフィルタに適用でき，前記フィルタとしてＳｉＣ又
はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラン溶液
等の溶液とを混合したスラリーを漉いて作製した多孔質
シートを焼結して前記ポリカルボシラン等の溶液をＳｉ
Ｃ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシートフィルタ
を用い，前記シートフィルタに導電性金属から成る金網
ヒータを積層して構成したので，フィルタ自体を軽量
で，耐熱性で耐酸化性に構成でき，しかもシート状であ
るので，ディーゼルパティキュレートフィルタに最適の
形状に簡単に形成できると共に，捕集面積が大きくなる
形状に形成でき，排気ガス中のパティキュレートを効率
的に捕集できる。
ように，ディーゼルエンジンの排気系に組み込んだケー
ス内に配置されたフィルタと金網ヒータを有し，該フィ
ルタによって排気ガスに含まれるパティキュレートを捕
集し，捕集されたパティキュレートを金網ヒータを通電
することによって加熱焼却するディーゼルパティキュレ
ートフィルタに適用でき，前記フィルタとしてＳｉＣ又
はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラン溶液
等の溶液とを混合したスラリーを漉いて作製した多孔質
シートを焼結して前記ポリカルボシラン等の溶液をＳｉ
Ｃ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシートフィルタ
を用い，前記シートフィルタに導電性金属から成る金網
ヒータを積層して構成したので，フィルタ自体を軽量
で，耐熱性で耐酸化性に構成でき，しかもシート状であ
るので，ディーゼルパティキュレートフィルタに最適の
形状に簡単に形成できると共に，捕集面積が大きくなる
形状に形成でき，排気ガス中のパティキュレートを効率
的に捕集できる。
【００３９】また，このフィルタ構造は，ディーゼルエ
ンジンの排気系途中のケース内に収容された主フィルタ
と前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を介在して前
記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置された
サブフィルタとを設けたディーゼルパティキュレートフ
ィルタに容易に且つ簡単に組み込むことができる。その
ディーゼルパティキュレートフィルタとして，該主フィ
ルタの排気ガス流入側の面にヒータを配置し，前記サブ
フィルタの流入口をアクチュエータで開閉するバイパス
弁を設け，前記サブフィルタの空気通過抵抗が前記主フ
ィルタの空気通過抵抗に比較して小さく設定した場合に
は，前記バイパス弁の閉鎖時には排気ガスは前記主フィ
ルタでスムースに浄化処理され，排気ガス中のパティキ
ュレートは前記主フィルタに捕集される。
ンジンの排気系途中のケース内に収容された主フィルタ
と前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を介在して前
記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置された
サブフィルタとを設けたディーゼルパティキュレートフ
ィルタに容易に且つ簡単に組み込むことができる。その
ディーゼルパティキュレートフィルタとして，該主フィ
ルタの排気ガス流入側の面にヒータを配置し，前記サブ
フィルタの流入口をアクチュエータで開閉するバイパス
弁を設け，前記サブフィルタの空気通過抵抗が前記主フ
ィルタの空気通過抵抗に比較して小さく設定した場合に
は，前記バイパス弁の閉鎖時には排気ガスは前記主フィ
ルタでスムースに浄化処理され，排気ガス中のパティキ
ュレートは前記主フィルタに捕集される。
【００４０】更に，前記主フィルタを再生する時には，
前記バイパス弁を開放して前記金網ヒータを通電するだ
けであり，前記主フィルタに捕集されたパティキュレー
トを焼却するための空気を別置きのポンプ等を利用して
送り込む必要が無く，前記主フィルタには前記主フィル
タと前記サブフィルタとの空気通過抵抗のバランスによ
り微量の排気ガスが送り込まれることになる。しかる
に，ディーゼルエンジンの特性である空気過剰率の現象
からディーゼルエンジンの排気ガスには微量の空気が含
まれているので，その空気を利用して前記主フィルタに
捕集されているパティキュレートは焼却されることにな
る。
前記バイパス弁を開放して前記金網ヒータを通電するだ
けであり，前記主フィルタに捕集されたパティキュレー
トを焼却するための空気を別置きのポンプ等を利用して
送り込む必要が無く，前記主フィルタには前記主フィル
タと前記サブフィルタとの空気通過抵抗のバランスによ
り微量の排気ガスが送り込まれることになる。しかる
に，ディーゼルエンジンの特性である空気過剰率の現象
からディーゼルエンジンの排気ガスには微量の空気が含
まれているので，その空気を利用して前記主フィルタに
捕集されているパティキュレートは焼却されることにな
る。
【００４１】従って，このフィルタ構造を組み込んだデ
ィーゼルパティキュレートフィルタは，捕集されたパテ
ィキュレートの焼却のための空気供給装置を必要としな
いばかりでなく，装置そのものがコンパクトに且つ簡単
な構造に形成され，しかも，ディーゼルエンジンから放
出される排気ガスの処理機能が極めて簡潔で且つ連続し
て排気ガスを浄化することができ，例えば，車両等のス
ペース上，厳しい場所にも良好に搭載することができ
る。
ィーゼルパティキュレートフィルタは，捕集されたパテ
ィキュレートの焼却のための空気供給装置を必要としな
いばかりでなく，装置そのものがコンパクトに且つ簡単
な構造に形成され，しかも，ディーゼルエンジンから放
出される排気ガスの処理機能が極めて簡潔で且つ連続し
て排気ガスを浄化することができ，例えば，車両等のス
ペース上，厳しい場所にも良好に搭載することができ
る。
【図１】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおけるフィルタ構造の作製工程を示す説明図で
ある。
ィルタにおけるフィルタ構造の作製工程を示す説明図で
ある。
【図２】図１のこのフィルタ構造の一実施例を示す斜視
図である。
図である。
【図３】図１のこのフィルタ構造の別の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図４】この発明によるフィルタ構造を適用したディー
ゼルパティキュレートフィルタの一例を示し且つバイパ
ス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
ゼルパティキュレートフィルタの一例を示し且つバイパ
ス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
【図５】図４のディーゼルパティキュレートフィルタに
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
【図６】この発明によるフィルタ構造を適用したディー
ゼルパティキュレートフィルタの別の例を示し且つバイ
パス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
ゼルパティキュレートフィルタの別の例を示し且つバイ
パス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
【図７】図６のディーゼルパティキュレートフィルタに
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
【図８】このフィルタ構造を組み込んだディーゼルパテ
ィキュレートフィルタにおける捕集時間に対する主フィ
ルタとサブフィルタとの空気通過抵抗値を示すグラフで
ある。
ィキュレートフィルタにおける捕集時間に対する主フィ
ルタとサブフィルタとの空気通過抵抗値を示すグラフで
ある。
１，２５ 主フィルタ ２ サブフィルタ ３ ケース ４ バイパス筒体 ６ 金網ヒータ ７ バイパス弁 １０ コントローラ ２６，２７ フィルタ ４１ 繊維 ４２ ポリカルボシラン ４３ スラリー ４４ 金網 ４７ シートフィルタ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/02 301 - 341 B01D 39/20
Claims (9)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気系に組み込ま
れた内面に遮熱材が配置された排気ガス通路を形成する
ケース，及び前記ケースの前記排気ガス通路内に前記ケ
ースから隔置した状態に配置され且つ両端部が支柱によ
って前記ケースに支持固定された金網ヒータを備えた筒
状のフィルタを具備し，前記フィルタの一方の端部は前
記フィルタの筒状内側が開放して排気ガス入口が形成さ
れ且つ前記ケースとの間の前記フィルタの筒状外側が遮
蔽プレートで閉鎖され，また，前記フィルタの他方の端
部は，前記フィルタの筒状内側が遮蔽プレートで閉鎖さ
れ且つ前記ケースとの間の前記フィルタの筒状外側が開
放して排気ガス出口が形成され，前記金網ヒータを備え
た筒状の前記フィルタは，プレート状に積層されたセラ
ミックス長繊維とプレート状の前記セラミックス長繊維
の表面に密着配設された金網ヒータから成る一体構造の
複合プレート材から成り，しかも一体構造の前記複合プ
レート材が襞形状に折り曲げられて周方向に延びる筒状
に形成され，排気ガスが前記排気ガス入口から前記排気
ガス出口へと襞形状で筒状の前記複合プレート材を通過
して前記排気ガスに含まれるパティキュレートが前記複
合プレート材に捕集され，捕集された前記パティキュレ
ートを前記金網ヒータの通電によって加熱焼却されるこ
とから成るディーゼルパティキュレートフィルタにおけ
るフィルタ構造。 - 【請求項２】 前記フィルタは，ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−
Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラン溶液，ポリチタノ
カルボシラン溶液及びポリシランスチレン，ポリシラ
ン，ポリシラザン溶液から選択された溶液とを混合した
スラリーを漉いて繊維間が接合された多孔質シートとな
るように焼結して前記溶液をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ
−Ｏに転化させたシートフィルタ，及び前記シートフィ
ルタに積層されて密着係止した導電性耐熱金属から作製
されていることから成る請求項１に記載のディーゼルパ
ティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項３】 前記フィルタはＳｉ3 Ｎ4 の長繊維とポ
リシラザン，ポリカルボシラン，ペリヒドロポリシラザ
ン溶液を混合したスラリーをシートに漉いて該シートを
焼結したことから成る請求項１に記載のディーゼルパテ
ィキュレートフィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項４】 前記フィルタはムライトの長繊維にポリ
アルミノキサン溶液を混合したスラリーをシートに漉い
たことから成る請求項１に記載のディーゼルパティキュ
レートフィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項５】 前記金網ヒータは前記シートフィルタの
間に積層され，排気ガス流れの下流側に配置された前記
シートフィルタは上流側に配置された前記シートフィル
タより繊維間が密目に構成されていることから成る請求
項２に記載のディーゼルパティキュレートフィルタにお
けるフィルタ構造。 - 【請求項６】 前記金網ヒータは目の細かい金網を用い
て炭化ケイ素繊維で漉いてその複合層を焼結したことか
ら成る請求項１に記載のディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項７】 前記ケース内に配置された前記シートフ
ィルタから成る主フィルタ，該主フィルタの排気ガス流
入側に配置された前記金網ヒータ，前記主フィルタの中
央部に配設されたバイパス筒体内で前記主フィルタに対
して排気ガス流れに並列に配置された前記シートフィル
タから成るサブフィルタ，該サブフィルタの排気ガス流
入上流側に配置された前記バイパス筒体を開閉するバイ
パス弁，及び該バイパス弁を開閉作動するアクチュエー
タを有し，前記サブフィルタの空気通過抵抗は前記主フ
ィルタの空気通過抵抗に比較して小さく設定されている
ディーゼルパティキュレートフィルタに適用できること
から成る請求項１に記載のディーゼルパティキュレート
フィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項８】 前記主フィルタは前記シートフィルタを
順次折り曲げた襞形状で筒状に形成され，前記サブフィ
ルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流れに並列に配
置され且つ前記シートフィルタから筒状に形成されてい
ることから成る請求項７に記載のディーゼルパティキュ
レートフィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項９】 前記主フィルタは排気ガス流れに並列に
積層された前記シートフィルタから筒状に形成され，前
記サブフィルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流れ
に並列に配置され且つ前記シートフィルタから筒状に形
成されていることから成る請求項７に記載のディーゼル
パティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06132453A JP3075668B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造 |
| US08/449,896 US5651250A (en) | 1994-05-24 | 1995-05-23 | Diesel particulate filter apparatus |
| EP95303451A EP0684062A1 (en) | 1994-05-24 | 1995-05-23 | Diesel particulate filter apparatus |
| DE0684062T DE684062T1 (de) | 1994-05-24 | 1995-05-23 | Dieselpartikelfiltereinrichtung. |
| US08/789,987 US5809777A (en) | 1994-05-24 | 1997-01-28 | Diesel particulate filter apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06132453A JP3075668B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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1994
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|---|---|---|---|---|
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