JP3826773B2 - ディーゼルパティキュレートフィルタ - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3826773B2 JP3826773B2 JP2001356222A JP2001356222A JP3826773B2 JP 3826773 B2 JP3826773 B2 JP 3826773B2 JP 2001356222 A JP2001356222 A JP 2001356222A JP 2001356222 A JP2001356222 A JP 2001356222A JP 3826773 B2 JP3826773 B2 JP 3826773B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dpf
- exhaust gas
- diesel particulate
- particulate filter
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y02T10/47—
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中の粒子状物質を捕集して排気ガスを浄化するディーゼルパティキュレートフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭとする）の排出量は、ＮＯｘ，ＣＯそしてＨＣ等と共に年々規制が強化されてきており、このＰＭをディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter ：以下ＤＰＦとする）と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する技術が開発されている。
【０００３】
このＰＭを直接捕集するＤＰＦには、セラミック製のモノリスハニカム型ウォールフロータイプのフィルタや、セラミックや金属を繊維状にした繊維型タイプのフィルタ等があり、これらのＤＰＦを用いた排気ガス浄化装置は、エンジンの排気管の途中に設置され、エンジンで発生する排気ガスを浄化している。
【０００４】
しかし、このＤＰＦは、ＰＭの捕集に伴って目詰まりが進行し、排気ガス圧力（排圧）が上昇するので、このＤＰＦから捕集されたＰＭを除去する必要があり、幾つかの方法及びシステムが開発されている。
【０００５】
そのうちの一つに、電気ヒータやバーナーでＤＰＦを加熱して、ＰＭを燃焼除去したり、エアを逆方向に流して逆洗したりするシステムがあるが、これらのシステムの場合には、外部から加熱用のエネルギーを供給してＰＭ燃焼を行うので、燃費の悪化を招くという問題や再生制御が難しいという問題がある。
【０００６】
また、これらのシステムを採用した場合には、ＤＰＦを備えた２系統の排気通路を設け、交互に、ＰＭの捕集とＤＰＦの再生を繰り返す場合が多く、そのため、システムが大きくなり、コストも高くなり易い。
【０００７】
これらの問題に対処するために、図１１〜図１３に示すような連続再生型ＤＰＦシステムが提案されている。
【０００８】
図１１は、二酸化窒素（ＮＯ2 ）による連続再生型ＤＰＦシステム（ＮＯ2 再生型ＤＰＦシステム）１Ａの例であり、上流側の酸化触媒３Ａａと下流側のウォールフロータイプのフィルタ（ＤＰＦ）３Ａｂとから構成され、この上流側の白金等の酸化触媒３Ａａで排気ガス中の一酸化窒素を酸化し、発生した二酸化窒素で、下流側のフィルタ３Ａｂに捕集されたＰＭを酸化して二酸化炭素とし、ＰＭを除去している。
【０００９】
この二酸化窒素によるＰＭの酸化は、酸素によるＰＭの酸化より、エネルギー障壁が低く低温で行われるため、外部からのエネルギーの供給が低減されるので、排気ガス中の熱エネルギーを利用することで連続的にＰＭを捕集しながらＰＭを酸化除去してＤＰＦの再生を行うことができる。
【００１０】
また、図１２に示す連続再生型ＤＰＦシステム（一体型ＮＯ2 再生ＤＰＦシステム）１Ｂは、図１１のシステム１Ａを改良したものであり、酸化触媒３２Ａをウォールフロータイプの触媒付フィルタ（ＤＰＦ）３Ｂの壁表面に塗布し、この壁表面で、排気ガス中の一酸化窒素の酸化と二酸化窒素によるＰＭの酸化を行うようにしており、システムを簡素化している。
【００１１】
そして、図１３に示す連続再生型ＤＰＦシステム（ＰＭ酸化触媒付ＤＰＦシステム）１Ｃは、白金（Ｐｔ）等の貴金属酸化触媒３２Ａと、ＰＭ酸化触媒３２ＢをウォールフロータイプのＰＭ酸化触媒付フィルタ（ＤＰＦ）３Ｃの壁表面に塗布し、この壁表面でより低い温度からＰＭの酸化を行うようにしている。
【００１２】
このＰＭ酸化触媒３２Ｂは排気ガス中の酸素を活性化して直接ＰＭを酸化する触媒であり、二酸化セリウム等で形成される。
【００１３】
そして、この連続再生型ＤＰＦシステム１Ｃは、低温酸化域（３５０℃〜４５０℃程度）では酸化触媒３２Ａの一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する反応を利用してＰＭを二酸化窒素で酸化し、中温酸化域（４００℃〜６００℃程度）では、ＰＭ酸化触媒３２Ｂで排気ガス中の酸素を活性化してＰＭを直接酸化する反応によりＰＭを酸化し、ＰＭが排気ガス中の酸素で燃焼する温度以上の高温酸化域（６００℃程度以上）では、排ガス中の酸素によりＰＭを酸化している。
【００１４】
これらの連続再生型ＤＰＦシステムにおいては、触媒や、二酸化窒素によるＰＭの酸化を利用することによって、ＰＭを酸化できる温度を下げて、ＰＭを捕集しながら酸化除去している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの連続再生型ＤＰＦシステムにおいても、まだ、排気ガス温度を３５０℃程度に昇温させる必要があるため、排気温度が低いエンジンの運転状態や一酸化窒素の排出が少ないエンジンの運転状態においては、触媒の温度が低下して触媒活性が低下したり、一酸化窒素が不足するので、上記の反応が生ぜず、ＰＭを酸化してＤＰＦを再生できないため、ＰＭのＤＰＦへの堆積が継続されて、ＤＰＦが目詰まりするという問題がある。
【００１６】
例えば、アイドル運転時や下り坂におけるエンジンブレーキ作動運転時等の低速や極低負荷運転においては、燃料が殆ど燃焼しない状態となり、低温の排気ガスが連続再生型ＤＰＦ装置に流れ込むため、触媒の温度が下がり触媒活性が低下してしまう。
【００１７】
特に、連続再生型ＤＰＦシステムを搭載した自動車が、市街地走行が多い宅配便等に使用されている場合には、排気ガスの温度が低いエンジンの運転状態が多いため、ＤＰＦの目詰まりが進展してしまうことになる。
【００１８】
このＤＰＦの目詰まり、即ち、ＰＭの堆積はＤＰＦ全体に均等に行われず、ガス流量が多く、また、ＤＰＦの局部的な温度が低くなっている部分に先にＰＭが堆積される。具体的には、図１４及び図１５に示すような円筒状のウォールフロータイプの千鳥状目封止フィルタでは、排気ガス流入横断面の中央部の下流側部分への堆積量が多くなる。
【００１９】
そして、再生モード運転における再生操作時やエンジンの運転状態の変化時等の排気ガスが高温になった時に、捕集されたＰＭが酸化されるが、この酸化によって発生する熱量が場所によって異なるため、均等な温度分布とはならず、特に高温となる部分が生じる。
【００２０】
そのため、この高温発生部分において、ＤＰＦ温度が、このＤＰＦを形成するコーディエライト等の耐熱温度（約１４５０℃）を超えて、局所的及び局部的に溶損や焼損が発生するという問題がある。
【００２１】
この溶損や焼損が生じるとＰＭ捕集能力が低下するばかりでなく、ＰＭの堆積し易い部分が周辺部に移動し、この周辺部の温度が順次高温になって溶損部分の拡大につながることにもなるので重要な問題である。
【００２２】
この高温となる部分は、堆積した粒子状物質の酸化により高温になり易い部分であり、図１４及び図１５に示すようなウォールフロータイプのＤＰＦ１０Ｘの場合には、図１６に示す温度分布の一例でも分かるように、ＤＰＦの排気ガス流入横断面の中央部分（図１４の（ａ）や（ｂ）の中心部分）の下流側部分であることが実験的に突き止められている。
【００２３】
そして、この中央部分の下流側で温度が局所的に高温となることに関しては、次のような考察がなされている。
【００２４】
先ず、ＰＭの捕集面からは、中央部分は排気ガスの通過量が多く、上流側では排気ガスの温度が高くＰＭが排気ガス中で比較的燃焼し易いが、下流側では排気ガスの温度が放熱等により低下するためＰＭが燃焼されずに捕集され易くなるので、下流側に堆積し、この下流側から目詰まりが上流側に進展する。
【００２５】
また、ＰＭの燃焼面からは、中央部分の上流側では、排気ガス温度が比較的高く、ＰＭ燃焼用の酸素供給も多いため燃焼し易い。そのため、この上流側でＰＭ燃焼が発生すると、燃焼で発生した熱で下流側へ移動する排気ガスが温められると共に、ＤＰＦ部材経由の熱伝達によりＤＰＦの下流側部分が温められるので、下流側部分のＤＰＦが昇温する。
【００２６】
この昇温によりＰＭ燃焼が促進され、更に温度が高くなる。これが下流側に向かって順次繰り返されるので、中央部分において下流側に行くに連れてＤＰＦ及び排気ガスの温度が上昇し、下流側の温度が特に高くなる。
【００２７】
そして、この局部的な高温の発生には、ＰＭの集積量が局部的に多くて、発生する熱量が局部的に多くなること以外にも、ＤＰＦ材料の熱伝達特性が良くないために熱の拡散が少く、また、ＤＰＦの熱容量も小さいため、温度が上昇し易いこと等が絡み合っていると考えられている。
【００２８】
本発明は、これらの知見を得て、上述の従来技術における問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＤＰＦのＰＭが集積し易く高温になり易い部分において、発生した熱を拡散することにより、ＤＰＦにおける局所的な高温の発生を防止して、ＤＰＦの溶損及び焼損を防止すると共に、ＤＰＦの温度を均一化してＰＭの燃焼を促進することができるディーゼルパティキュレートフィルタを提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するためのディーゼルパティキュレートフィルタは、次のように構成される。
【００３０】
１）ディーゼルエンジンの排気ガス中の粒子状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、排気ガス中の粒子状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸化により高温になり易い、排気ガス流入横断面の中央部の下流側部分に接して、該ディーゼルパティキュレートフィルタよりも熱伝達特性の良い熱拡散部材を、下流側中央部を含む下流側面に接して設け、下流側において中央部の熱を周辺部に拡散するように配置して構成される。
【００３１】
この排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を浄化するディーゼルパティキュレート（ＤＰＦ）は、コーディエライト等のセラミックスで多孔質に形成されるが、比較的熱伝導率が低く、熱拡散が不十分になり、局所的に高温になり易いので、この高温部に接して熱拡散部材を配置することにより、熱拡散を図り、高温部の温度を低下させ、ＤＰＦの溶損を回避する。
【００３２】
また、同時に熱拡散部材により、ＤＰＦの低温部分に熱を移動させて温度の均等化を図り、ＤＰＦの温度が比較的高い部分を拡大して排気ガス中のＰＭ及び捕集されたＰＭの燃焼を促進する。
【００３３】
この熱拡散部材の最も簡単な構成は、メッシュや多孔質の平板で形成される通気部材であり、これを高温になり易いＤＰＦの下流側中央部（ＤＰＦがウォールフロータイプのフィルタである場合）を含む下流側面に接して設け、下流側において、中央部の熱を周辺部に拡散するように構成する。
【００３４】
２）そして、上記のディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、前記熱拡散部材が、金属、窒化ケイ素又は炭化ケイ素を材料として構成される。
【００３５】
この熱拡散部材は、熱伝導率が高く、耐熱性に優れた材料が好ましく、チタン酸アルミニウム等の金属や、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ等のセラミックス等が特に好ましい。
【００３６】
３）上記のディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタが、周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の上流側と下流側を千鳥状に目封止したウォールフロータイプのフィルタであって、前記熱拡散部材が、前記下流側を千鳥状に目封止する目封止プレートであるとして構成される。
【００３７】
ＤＰＦがウォールフロータイプのフィルタである場合には、下流側の目封止を熱拡散部材で形成することができる。この目封止プレートは、コーディエライト等で形成されるＤＰＦの下流側に接着剤で張り付けて構成し、この接着剤でＤＰＦと目封止プレートとの熱膨張率の差を吸収する。
【００３８】
４）また、上記のディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、前記熱拡散部材がフィルタ機能を有する部材であるとして構成する。
【００３９】
ＤＰＦの上流側は、温度を高めてＰＭの燃焼を行いたいので、比較的早く高温になるように、熱伝導率が低くて保温性に優れ、また、熱容量も少なく昇温性に優れた材料、即ち、コーディエライト等の材料が好ましいが、下流側は、上流側のＰＭ燃焼により排気ガス及びＤＰＦの温度が上昇するので、異常な高温にならないように、逆に、熱伝導率が高くて熱拡散性に優れ、また、熱容量も大きく昇温しにくい、炭化ケイ素やアルミナ等のセラミクッス材料が好ましい。
【００４０】
そして、このＤＰＦとフィルタ機能を有する熱拡散部材は、熱伝達が円滑に行われる様に接合されるが、一般に熱膨張率が異なるために両者を接着剤で接合し、この接着剤で熱膨張の差を吸収する。
【００４１】
５）上記のディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタと前記熱拡散部材が、共に周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の上流側と下流側を千鳥状に目封止したウォールフロータイプのフィルタであるとして構成される。
【００４２】
通常の熱伝達特性が比較的悪い第１のＤＰＦと、熱伝達特性の比較的良い熱拡散部材で形成した第２のＤＰＦ（フィルタ機能を有する熱拡散部材）を、千鳥状に目封止したウォールフロータイプのフィルタで形成すると、構成がシンプルとなり、簡単に接合面の形状を排気ガスが流通し易い形状とすることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）について、ウォールフロータイプのフィルタを例にして図面を参照しながら説明する。
【００４４】
このウォールフロータイプのＤＰＦは、図１〜図９に示すように、周囲を多孔質壁面１２で形成した多数のセル（排気ガス通路）１１ａ、１１ｂを有すると共に、このセル１１ａ，１１ｂの上流側１５の入口部１５ｂと下流側１６の出口部１６ｂを千鳥状に目封止１３して形成され、図１１〜図１３に示すような排気ガス浄化システム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ等に組み込まれて使用される。
【００４５】
そして、本発明では、このＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂの下流側に対して、熱拡散部材３０Ａ〜３０Ｆを設けて構成する。
【００４６】
〔第１の実施の形態〕
図１及び図２に示すように、この第１の実施の形態の熱拡散部材は、アルミ合金やチタン酸アルミニウム等の金属や炭化ケイ素、アルミナ等のセラミックスを材料とした、通気可能な耐熱性の金網や多孔の平板等の通気部材３０Ａであり、ＤＰＦ１０Ａの下流側１６の面に当接して設ける。接着剤で接合してもよいが、単に接触するように配設するだけでもよい。つまり、熱伝達が効率よく行える状態で配設する。
【００４７】
この熱拡散部材３０Ａは、一枚でもよいが、何枚かを積層したものであってもよい。特に金網の場合には、適切な熱拡散特性と熱容量を確保するために積層するのが好ましい。
【００４８】
この構成にすると、ＤＰＦ１０Ａと熱拡散部材３０Ａとの熱膨張の差は、平面同士の擦れで吸収できる。
【００４９】
そして、この構成によれば、ＤＰＦの温度分布、特に径方向の温度分布、並びに、粒子状物質（ＰＭ）の捕集速度や燃焼速度を均一化する方向に熱を拡散できるので、図１０に示すような温度分布を得ることができる。この温度分布と図１６に示す従来技術のＤＰＦ１０Ｘの温度分布と比較すると、著しく改善されていることが分かる。
【００５０】
〔第２の実施の形態〕
図３及び図４に示すように、この第２の実施の形態の熱拡散部材は、アルミ合金やチタン酸アルミニウム等の金属や炭化ケイ素、アルミナ等のセラミックスを材料とした、千鳥状配置の目封止用突起１３Ｂを有する目封止プレート３０Ｂで形成される。
【００５１】
この目封止プレート３０ＢをＤＰＦ１０Ｂの下流側１６から挿入及び接合し、ＤＰＦ１０Ｂの下流側１６の出口部１６ｂを目封止用突起１３Ｂで千鳥状に目封止する。この構成では、接着剤４０で接合し、ＤＰＦ１０Ｂと目封止プレート３０Ｂとの間の熱膨張率の差による隙間の発生を吸収する。
【００５２】
そして、この構成によれば、この目封止プレート３０Ｂにより、ＤＰＦの温度分布、特に径方向の温度分布、並びに、粒子状物質（ＰＭ）の捕集速度や燃焼速度を均一化する方向に熱を拡散できる。
【００５３】
〔第３の実施の形態〕
そして、図５〜図９に示すように、第３の実施の形態の熱拡散部材３０Ｃは、コーディエライト等で形成されたウォールフロータイプの第１のＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂの下流側に、アルミ合金やチタン酸アルミニウム等の金属や炭化ケイ素、アルミナ等のセラミックスを材料にして形成されたウォールフロータイプの第２のＤＰＦ３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅを接続して構成される。
【００５４】
先ず、図５及び図６に示す構成では、第１のＤＰＦ１０Ｂは、下流側１６は目封止無しとし、この第２のＤＰＦ３０Ｃは、第１のＤＰＦ１０Ｂと同じセルのメッシュで形成し、上流側は目封止無しとし、下流側の千鳥状の目封止１３’の位置を第１のＤＰＦ１０Ｂの上流側の目封止１３の位置と異ならせる。つまり、第１のＤＰＦ１０Ｂの上流側セル１１ａと第２のＤＰＦ３０Ｃの上流側セル１１ａ’とが接続するように形成する。
【００５５】
また、図７に示す他の構成では、上流側１５と下流側１６をそれぞれ目封止された第１のＤＰＦ１０Ａと、同じく上流側と下流側をそれぞれ目封止された第２のＤＰＦ３０Ｄと接着剤４０で接合する。
【００５６】
この第２のＤＰＦ３０Ｄは、第１のＤＰＦ１０Ｂと同じセルのメッシュで形成し、上流側の千鳥状の目封止１３’の位置を第１のＤＰＦ１０Ｂの下流側の目封止１３の位置と同じ位置になるように形成する。つまり、第１のＤＰＦ１０Ｂの下流側セル１１ｂと第２のＤＰＦ３０Ｄの上流側セル１１ａ’とが接続するように形成する。
【００５７】
そして、図８に示す他の構成は、図６の構成と略同じであるが、第１のＤＰＦ１０Ａと、第２のＤＰＦ３０Ｃの間に、熱拡散部材である通気部材３０Ａを配置する。この通気部材３０Ａにより、径方向への熱伝達を促進する。
【００５８】
また、図９に示す他の構成は、図７の構成に似ているが、両面側に目封止用突起１３Ｆ、１３Ｆ’を千鳥状に形成した目封止プレート３０Ｆを、第１のＤＰＦ１０Ａの下流側１６と第２のＤＰＦ３０Ｅの上流側に接着剤４０で接合する。そして、この目封止プレート３０Ｆにより、径方向への熱伝達を促進する。
【００５９】
これらの第３の実施の形態では、接着剤４０で接合することにより、第１のＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂと第２のＤＰＦ３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ、あるいは、通気部材３０Ａ，目封止プレート３０Ｆとの熱膨張率の差を吸収する。
【００６０】
この構成にすると、上流側の第１のＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂは、コーディエライト等の熱伝導率が低くて保温性に優れ、また、熱容量も少なく昇温性に優れた材料で形成されるので、比較的早く高温になるため、ＰＭの燃焼を促進することができる。一方、下流側の第２のＤＰＦ３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅは、熱伝導率が高くて熱拡散性に優れ、また、熱容量も大きく昇温しにくい、炭化ケイ素やアルミナ等のセラミックス材料で形成されるので、異常な高温にならないように熱拡散及び蓄熱することができる。
【００６１】
また、この第１のＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂと第２のＤＰＦ３０Ｃ，３０Ｅの間に、熱拡散部材である通気部材３０Ａや目封止プレート３０Ｆを配設することにより、径方向への熱伝達をより促進できる。
【００６２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係わるディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）によれば、ＤＰＦの排気ガス中の粒子状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸化により高温になり易い部分に接して、このＤＰＦよりも熱伝達特性の良い熱拡散部材を配置するので、熱拡散により高温部の温度を低下させることができる。
【００６３】
また、同時に熱拡散部材により、ＤＰＦの低温部分に熱を移動させて温度の均等化、特に径方向の温度分布の均等化を図り、ＰＭの堆積速度や燃焼速度の均一化を図ることができる。その上、ＤＰＦの温度が比較的高い部分を拡大して排気ガス中のＰＭ及び捕集されたＰＭの燃焼を促進することができ、ＰＭの堆積量を減少できる。
【００６４】
従って、ＰＭの不均一堆積やこの不均一堆積したＰＭの無制御燃焼を回避でき、このＰＭの無制御燃焼によって発生するＤＰＦの溶損やＤＰＦに担持した触媒の熱劣化を回避することができる。
【００６５】
そして、ＤＰＦがウォールフロータイプのフィルタで形成される場合には、下流側の目封止を熱拡散部材で形成することができる。
【００６６】
あるいは、熱拡散部材がフィルタ機能を有する部材であるとして構成することができ、上流側のＤＰＦを熱伝導率が低くて保温性に優れ、また、熱容量も少なく昇温性に優れた材料で形成し、下流側のＤＰＦ（熱拡散部材）を熱伝導率が高くて熱拡散性に優れ、また、熱容量も大きく昇温しにくい材料で形成することができる。
【００６７】
この構成により、上流側のＤＰＦでは、比較的早く高温にして、ＰＭの燃焼を促進することができ、下流側のＤＰＦでは、異常な高温にならないように熱拡散及び蓄熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な一部断面を含む斜視図である。
【図２】図１のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な側断面図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な一部断面を含む斜視図である。
【図４】図３のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な側断面図である。
【図５】本発明に係る第３の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な一部断面を含む斜視図である。
【図６】図５のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な側断面図である。
【図７】本発明に係る第３の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの他の例を示す模式的な側断面図である。
【図８】本発明に係る第３の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの他の例を示す模式的な側断面図である。
【図９】本発明に係る第３の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの他の例を示す模式的な側断面図である。
【図１０】本発明に係る第１の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの側断面図における温度分布の状態を示す模式的な等温図である。
【図１１】酸化触媒を配設した連続再生型ＤＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【図１２】酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型ＤＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【図１３】ＰＭ酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型ＤＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【図１４】従来技術のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な構成図であり、（ａ）は一部断面を含む斜視図で、（ｂ）は正面図で、（ｃ）は背面図である。
【図１５】図１４のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な側断面図である。
【図１６】図１４のディーゼルパティキュレートフィルタの側断面図における温度分布の状態を示す模式的な等温図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（第１のＤＰＦ）
１１ａ，１１ａ’ 上流側セル（排気ガス通路）
１１ｂ，１１ｂ’ 下流側セル（排気ガス通路）
１２，１２’ 多孔質壁面
１５ 上流側
１６ 下流側
３０Ａ 通気部材（熱拡散部材）
３０Ｂ、３０Ｆ 目封止プレート（熱拡散部材）
３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ 第２のＤＰＦ（熱拡散部材）
Ｃ 中央部分
Ｇ 排気ガス
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中の粒子状物質を捕集して排気ガスを浄化するディーゼルパティキュレートフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭとする）の排出量は、ＮＯｘ，ＣＯそしてＨＣ等と共に年々規制が強化されてきており、このＰＭをディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter ：以下ＤＰＦとする）と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する技術が開発されている。
【０００３】
このＰＭを直接捕集するＤＰＦには、セラミック製のモノリスハニカム型ウォールフロータイプのフィルタや、セラミックや金属を繊維状にした繊維型タイプのフィルタ等があり、これらのＤＰＦを用いた排気ガス浄化装置は、エンジンの排気管の途中に設置され、エンジンで発生する排気ガスを浄化している。
【０００４】
しかし、このＤＰＦは、ＰＭの捕集に伴って目詰まりが進行し、排気ガス圧力（排圧）が上昇するので、このＤＰＦから捕集されたＰＭを除去する必要があり、幾つかの方法及びシステムが開発されている。
【０００５】
そのうちの一つに、電気ヒータやバーナーでＤＰＦを加熱して、ＰＭを燃焼除去したり、エアを逆方向に流して逆洗したりするシステムがあるが、これらのシステムの場合には、外部から加熱用のエネルギーを供給してＰＭ燃焼を行うので、燃費の悪化を招くという問題や再生制御が難しいという問題がある。
【０００６】
また、これらのシステムを採用した場合には、ＤＰＦを備えた２系統の排気通路を設け、交互に、ＰＭの捕集とＤＰＦの再生を繰り返す場合が多く、そのため、システムが大きくなり、コストも高くなり易い。
【０００７】
これらの問題に対処するために、図１１〜図１３に示すような連続再生型ＤＰＦシステムが提案されている。
【０００８】
図１１は、二酸化窒素（ＮＯ2 ）による連続再生型ＤＰＦシステム（ＮＯ2 再生型ＤＰＦシステム）１Ａの例であり、上流側の酸化触媒３Ａａと下流側のウォールフロータイプのフィルタ（ＤＰＦ）３Ａｂとから構成され、この上流側の白金等の酸化触媒３Ａａで排気ガス中の一酸化窒素を酸化し、発生した二酸化窒素で、下流側のフィルタ３Ａｂに捕集されたＰＭを酸化して二酸化炭素とし、ＰＭを除去している。
【０００９】
この二酸化窒素によるＰＭの酸化は、酸素によるＰＭの酸化より、エネルギー障壁が低く低温で行われるため、外部からのエネルギーの供給が低減されるので、排気ガス中の熱エネルギーを利用することで連続的にＰＭを捕集しながらＰＭを酸化除去してＤＰＦの再生を行うことができる。
【００１０】
また、図１２に示す連続再生型ＤＰＦシステム（一体型ＮＯ2 再生ＤＰＦシステム）１Ｂは、図１１のシステム１Ａを改良したものであり、酸化触媒３２Ａをウォールフロータイプの触媒付フィルタ（ＤＰＦ）３Ｂの壁表面に塗布し、この壁表面で、排気ガス中の一酸化窒素の酸化と二酸化窒素によるＰＭの酸化を行うようにしており、システムを簡素化している。
【００１１】
そして、図１３に示す連続再生型ＤＰＦシステム（ＰＭ酸化触媒付ＤＰＦシステム）１Ｃは、白金（Ｐｔ）等の貴金属酸化触媒３２Ａと、ＰＭ酸化触媒３２ＢをウォールフロータイプのＰＭ酸化触媒付フィルタ（ＤＰＦ）３Ｃの壁表面に塗布し、この壁表面でより低い温度からＰＭの酸化を行うようにしている。
【００１２】
このＰＭ酸化触媒３２Ｂは排気ガス中の酸素を活性化して直接ＰＭを酸化する触媒であり、二酸化セリウム等で形成される。
【００１３】
そして、この連続再生型ＤＰＦシステム１Ｃは、低温酸化域（３５０℃〜４５０℃程度）では酸化触媒３２Ａの一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する反応を利用してＰＭを二酸化窒素で酸化し、中温酸化域（４００℃〜６００℃程度）では、ＰＭ酸化触媒３２Ｂで排気ガス中の酸素を活性化してＰＭを直接酸化する反応によりＰＭを酸化し、ＰＭが排気ガス中の酸素で燃焼する温度以上の高温酸化域（６００℃程度以上）では、排ガス中の酸素によりＰＭを酸化している。
【００１４】
これらの連続再生型ＤＰＦシステムにおいては、触媒や、二酸化窒素によるＰＭの酸化を利用することによって、ＰＭを酸化できる温度を下げて、ＰＭを捕集しながら酸化除去している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの連続再生型ＤＰＦシステムにおいても、まだ、排気ガス温度を３５０℃程度に昇温させる必要があるため、排気温度が低いエンジンの運転状態や一酸化窒素の排出が少ないエンジンの運転状態においては、触媒の温度が低下して触媒活性が低下したり、一酸化窒素が不足するので、上記の反応が生ぜず、ＰＭを酸化してＤＰＦを再生できないため、ＰＭのＤＰＦへの堆積が継続されて、ＤＰＦが目詰まりするという問題がある。
【００１６】
例えば、アイドル運転時や下り坂におけるエンジンブレーキ作動運転時等の低速や極低負荷運転においては、燃料が殆ど燃焼しない状態となり、低温の排気ガスが連続再生型ＤＰＦ装置に流れ込むため、触媒の温度が下がり触媒活性が低下してしまう。
【００１７】
特に、連続再生型ＤＰＦシステムを搭載した自動車が、市街地走行が多い宅配便等に使用されている場合には、排気ガスの温度が低いエンジンの運転状態が多いため、ＤＰＦの目詰まりが進展してしまうことになる。
【００１８】
このＤＰＦの目詰まり、即ち、ＰＭの堆積はＤＰＦ全体に均等に行われず、ガス流量が多く、また、ＤＰＦの局部的な温度が低くなっている部分に先にＰＭが堆積される。具体的には、図１４及び図１５に示すような円筒状のウォールフロータイプの千鳥状目封止フィルタでは、排気ガス流入横断面の中央部の下流側部分への堆積量が多くなる。
【００１９】
そして、再生モード運転における再生操作時やエンジンの運転状態の変化時等の排気ガスが高温になった時に、捕集されたＰＭが酸化されるが、この酸化によって発生する熱量が場所によって異なるため、均等な温度分布とはならず、特に高温となる部分が生じる。
【００２０】
そのため、この高温発生部分において、ＤＰＦ温度が、このＤＰＦを形成するコーディエライト等の耐熱温度（約１４５０℃）を超えて、局所的及び局部的に溶損や焼損が発生するという問題がある。
【００２１】
この溶損や焼損が生じるとＰＭ捕集能力が低下するばかりでなく、ＰＭの堆積し易い部分が周辺部に移動し、この周辺部の温度が順次高温になって溶損部分の拡大につながることにもなるので重要な問題である。
【００２２】
この高温となる部分は、堆積した粒子状物質の酸化により高温になり易い部分であり、図１４及び図１５に示すようなウォールフロータイプのＤＰＦ１０Ｘの場合には、図１６に示す温度分布の一例でも分かるように、ＤＰＦの排気ガス流入横断面の中央部分（図１４の（ａ）や（ｂ）の中心部分）の下流側部分であることが実験的に突き止められている。
【００２３】
そして、この中央部分の下流側で温度が局所的に高温となることに関しては、次のような考察がなされている。
【００２４】
先ず、ＰＭの捕集面からは、中央部分は排気ガスの通過量が多く、上流側では排気ガスの温度が高くＰＭが排気ガス中で比較的燃焼し易いが、下流側では排気ガスの温度が放熱等により低下するためＰＭが燃焼されずに捕集され易くなるので、下流側に堆積し、この下流側から目詰まりが上流側に進展する。
【００２５】
また、ＰＭの燃焼面からは、中央部分の上流側では、排気ガス温度が比較的高く、ＰＭ燃焼用の酸素供給も多いため燃焼し易い。そのため、この上流側でＰＭ燃焼が発生すると、燃焼で発生した熱で下流側へ移動する排気ガスが温められると共に、ＤＰＦ部材経由の熱伝達によりＤＰＦの下流側部分が温められるので、下流側部分のＤＰＦが昇温する。
【００２６】
この昇温によりＰＭ燃焼が促進され、更に温度が高くなる。これが下流側に向かって順次繰り返されるので、中央部分において下流側に行くに連れてＤＰＦ及び排気ガスの温度が上昇し、下流側の温度が特に高くなる。
【００２７】
そして、この局部的な高温の発生には、ＰＭの集積量が局部的に多くて、発生する熱量が局部的に多くなること以外にも、ＤＰＦ材料の熱伝達特性が良くないために熱の拡散が少く、また、ＤＰＦの熱容量も小さいため、温度が上昇し易いこと等が絡み合っていると考えられている。
【００２８】
本発明は、これらの知見を得て、上述の従来技術における問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＤＰＦのＰＭが集積し易く高温になり易い部分において、発生した熱を拡散することにより、ＤＰＦにおける局所的な高温の発生を防止して、ＤＰＦの溶損及び焼損を防止すると共に、ＤＰＦの温度を均一化してＰＭの燃焼を促進することができるディーゼルパティキュレートフィルタを提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するためのディーゼルパティキュレートフィルタは、次のように構成される。
【００３０】
１）ディーゼルエンジンの排気ガス中の粒子状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、排気ガス中の粒子状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸化により高温になり易い、排気ガス流入横断面の中央部の下流側部分に接して、該ディーゼルパティキュレートフィルタよりも熱伝達特性の良い熱拡散部材を、下流側中央部を含む下流側面に接して設け、下流側において中央部の熱を周辺部に拡散するように配置して構成される。
【００３１】
この排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を浄化するディーゼルパティキュレート（ＤＰＦ）は、コーディエライト等のセラミックスで多孔質に形成されるが、比較的熱伝導率が低く、熱拡散が不十分になり、局所的に高温になり易いので、この高温部に接して熱拡散部材を配置することにより、熱拡散を図り、高温部の温度を低下させ、ＤＰＦの溶損を回避する。
【００３２】
また、同時に熱拡散部材により、ＤＰＦの低温部分に熱を移動させて温度の均等化を図り、ＤＰＦの温度が比較的高い部分を拡大して排気ガス中のＰＭ及び捕集されたＰＭの燃焼を促進する。
【００３３】
この熱拡散部材の最も簡単な構成は、メッシュや多孔質の平板で形成される通気部材であり、これを高温になり易いＤＰＦの下流側中央部（ＤＰＦがウォールフロータイプのフィルタである場合）を含む下流側面に接して設け、下流側において、中央部の熱を周辺部に拡散するように構成する。
【００３４】
２）そして、上記のディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、前記熱拡散部材が、金属、窒化ケイ素又は炭化ケイ素を材料として構成される。
【００３５】
この熱拡散部材は、熱伝導率が高く、耐熱性に優れた材料が好ましく、チタン酸アルミニウム等の金属や、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ等のセラミックス等が特に好ましい。
【００３６】
３）上記のディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタが、周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の上流側と下流側を千鳥状に目封止したウォールフロータイプのフィルタであって、前記熱拡散部材が、前記下流側を千鳥状に目封止する目封止プレートであるとして構成される。
【００３７】
ＤＰＦがウォールフロータイプのフィルタである場合には、下流側の目封止を熱拡散部材で形成することができる。この目封止プレートは、コーディエライト等で形成されるＤＰＦの下流側に接着剤で張り付けて構成し、この接着剤でＤＰＦと目封止プレートとの熱膨張率の差を吸収する。
【００３８】
４）また、上記のディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、前記熱拡散部材がフィルタ機能を有する部材であるとして構成する。
【００３９】
ＤＰＦの上流側は、温度を高めてＰＭの燃焼を行いたいので、比較的早く高温になるように、熱伝導率が低くて保温性に優れ、また、熱容量も少なく昇温性に優れた材料、即ち、コーディエライト等の材料が好ましいが、下流側は、上流側のＰＭ燃焼により排気ガス及びＤＰＦの温度が上昇するので、異常な高温にならないように、逆に、熱伝導率が高くて熱拡散性に優れ、また、熱容量も大きく昇温しにくい、炭化ケイ素やアルミナ等のセラミクッス材料が好ましい。
【００４０】
そして、このＤＰＦとフィルタ機能を有する熱拡散部材は、熱伝達が円滑に行われる様に接合されるが、一般に熱膨張率が異なるために両者を接着剤で接合し、この接着剤で熱膨張の差を吸収する。
【００４１】
５）上記のディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタと前記熱拡散部材が、共に周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の上流側と下流側を千鳥状に目封止したウォールフロータイプのフィルタであるとして構成される。
【００４２】
通常の熱伝達特性が比較的悪い第１のＤＰＦと、熱伝達特性の比較的良い熱拡散部材で形成した第２のＤＰＦ（フィルタ機能を有する熱拡散部材）を、千鳥状に目封止したウォールフロータイプのフィルタで形成すると、構成がシンプルとなり、簡単に接合面の形状を排気ガスが流通し易い形状とすることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）について、ウォールフロータイプのフィルタを例にして図面を参照しながら説明する。
【００４４】
このウォールフロータイプのＤＰＦは、図１〜図９に示すように、周囲を多孔質壁面１２で形成した多数のセル（排気ガス通路）１１ａ、１１ｂを有すると共に、このセル１１ａ，１１ｂの上流側１５の入口部１５ｂと下流側１６の出口部１６ｂを千鳥状に目封止１３して形成され、図１１〜図１３に示すような排気ガス浄化システム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ等に組み込まれて使用される。
【００４５】
そして、本発明では、このＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂの下流側に対して、熱拡散部材３０Ａ〜３０Ｆを設けて構成する。
【００４６】
〔第１の実施の形態〕
図１及び図２に示すように、この第１の実施の形態の熱拡散部材は、アルミ合金やチタン酸アルミニウム等の金属や炭化ケイ素、アルミナ等のセラミックスを材料とした、通気可能な耐熱性の金網や多孔の平板等の通気部材３０Ａであり、ＤＰＦ１０Ａの下流側１６の面に当接して設ける。接着剤で接合してもよいが、単に接触するように配設するだけでもよい。つまり、熱伝達が効率よく行える状態で配設する。
【００４７】
この熱拡散部材３０Ａは、一枚でもよいが、何枚かを積層したものであってもよい。特に金網の場合には、適切な熱拡散特性と熱容量を確保するために積層するのが好ましい。
【００４８】
この構成にすると、ＤＰＦ１０Ａと熱拡散部材３０Ａとの熱膨張の差は、平面同士の擦れで吸収できる。
【００４９】
そして、この構成によれば、ＤＰＦの温度分布、特に径方向の温度分布、並びに、粒子状物質（ＰＭ）の捕集速度や燃焼速度を均一化する方向に熱を拡散できるので、図１０に示すような温度分布を得ることができる。この温度分布と図１６に示す従来技術のＤＰＦ１０Ｘの温度分布と比較すると、著しく改善されていることが分かる。
【００５０】
〔第２の実施の形態〕
図３及び図４に示すように、この第２の実施の形態の熱拡散部材は、アルミ合金やチタン酸アルミニウム等の金属や炭化ケイ素、アルミナ等のセラミックスを材料とした、千鳥状配置の目封止用突起１３Ｂを有する目封止プレート３０Ｂで形成される。
【００５１】
この目封止プレート３０ＢをＤＰＦ１０Ｂの下流側１６から挿入及び接合し、ＤＰＦ１０Ｂの下流側１６の出口部１６ｂを目封止用突起１３Ｂで千鳥状に目封止する。この構成では、接着剤４０で接合し、ＤＰＦ１０Ｂと目封止プレート３０Ｂとの間の熱膨張率の差による隙間の発生を吸収する。
【００５２】
そして、この構成によれば、この目封止プレート３０Ｂにより、ＤＰＦの温度分布、特に径方向の温度分布、並びに、粒子状物質（ＰＭ）の捕集速度や燃焼速度を均一化する方向に熱を拡散できる。
【００５３】
〔第３の実施の形態〕
そして、図５〜図９に示すように、第３の実施の形態の熱拡散部材３０Ｃは、コーディエライト等で形成されたウォールフロータイプの第１のＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂの下流側に、アルミ合金やチタン酸アルミニウム等の金属や炭化ケイ素、アルミナ等のセラミックスを材料にして形成されたウォールフロータイプの第２のＤＰＦ３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅを接続して構成される。
【００５４】
先ず、図５及び図６に示す構成では、第１のＤＰＦ１０Ｂは、下流側１６は目封止無しとし、この第２のＤＰＦ３０Ｃは、第１のＤＰＦ１０Ｂと同じセルのメッシュで形成し、上流側は目封止無しとし、下流側の千鳥状の目封止１３’の位置を第１のＤＰＦ１０Ｂの上流側の目封止１３の位置と異ならせる。つまり、第１のＤＰＦ１０Ｂの上流側セル１１ａと第２のＤＰＦ３０Ｃの上流側セル１１ａ’とが接続するように形成する。
【００５５】
また、図７に示す他の構成では、上流側１５と下流側１６をそれぞれ目封止された第１のＤＰＦ１０Ａと、同じく上流側と下流側をそれぞれ目封止された第２のＤＰＦ３０Ｄと接着剤４０で接合する。
【００５６】
この第２のＤＰＦ３０Ｄは、第１のＤＰＦ１０Ｂと同じセルのメッシュで形成し、上流側の千鳥状の目封止１３’の位置を第１のＤＰＦ１０Ｂの下流側の目封止１３の位置と同じ位置になるように形成する。つまり、第１のＤＰＦ１０Ｂの下流側セル１１ｂと第２のＤＰＦ３０Ｄの上流側セル１１ａ’とが接続するように形成する。
【００５７】
そして、図８に示す他の構成は、図６の構成と略同じであるが、第１のＤＰＦ１０Ａと、第２のＤＰＦ３０Ｃの間に、熱拡散部材である通気部材３０Ａを配置する。この通気部材３０Ａにより、径方向への熱伝達を促進する。
【００５８】
また、図９に示す他の構成は、図７の構成に似ているが、両面側に目封止用突起１３Ｆ、１３Ｆ’を千鳥状に形成した目封止プレート３０Ｆを、第１のＤＰＦ１０Ａの下流側１６と第２のＤＰＦ３０Ｅの上流側に接着剤４０で接合する。そして、この目封止プレート３０Ｆにより、径方向への熱伝達を促進する。
【００５９】
これらの第３の実施の形態では、接着剤４０で接合することにより、第１のＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂと第２のＤＰＦ３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ、あるいは、通気部材３０Ａ，目封止プレート３０Ｆとの熱膨張率の差を吸収する。
【００６０】
この構成にすると、上流側の第１のＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂは、コーディエライト等の熱伝導率が低くて保温性に優れ、また、熱容量も少なく昇温性に優れた材料で形成されるので、比較的早く高温になるため、ＰＭの燃焼を促進することができる。一方、下流側の第２のＤＰＦ３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅは、熱伝導率が高くて熱拡散性に優れ、また、熱容量も大きく昇温しにくい、炭化ケイ素やアルミナ等のセラミックス材料で形成されるので、異常な高温にならないように熱拡散及び蓄熱することができる。
【００６１】
また、この第１のＤＰＦ１０Ａ，１０Ｂと第２のＤＰＦ３０Ｃ，３０Ｅの間に、熱拡散部材である通気部材３０Ａや目封止プレート３０Ｆを配設することにより、径方向への熱伝達をより促進できる。
【００６２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係わるディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）によれば、ＤＰＦの排気ガス中の粒子状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸化により高温になり易い部分に接して、このＤＰＦよりも熱伝達特性の良い熱拡散部材を配置するので、熱拡散により高温部の温度を低下させることができる。
【００６３】
また、同時に熱拡散部材により、ＤＰＦの低温部分に熱を移動させて温度の均等化、特に径方向の温度分布の均等化を図り、ＰＭの堆積速度や燃焼速度の均一化を図ることができる。その上、ＤＰＦの温度が比較的高い部分を拡大して排気ガス中のＰＭ及び捕集されたＰＭの燃焼を促進することができ、ＰＭの堆積量を減少できる。
【００６４】
従って、ＰＭの不均一堆積やこの不均一堆積したＰＭの無制御燃焼を回避でき、このＰＭの無制御燃焼によって発生するＤＰＦの溶損やＤＰＦに担持した触媒の熱劣化を回避することができる。
【００６５】
そして、ＤＰＦがウォールフロータイプのフィルタで形成される場合には、下流側の目封止を熱拡散部材で形成することができる。
【００６６】
あるいは、熱拡散部材がフィルタ機能を有する部材であるとして構成することができ、上流側のＤＰＦを熱伝導率が低くて保温性に優れ、また、熱容量も少なく昇温性に優れた材料で形成し、下流側のＤＰＦ（熱拡散部材）を熱伝導率が高くて熱拡散性に優れ、また、熱容量も大きく昇温しにくい材料で形成することができる。
【００６７】
この構成により、上流側のＤＰＦでは、比較的早く高温にして、ＰＭの燃焼を促進することができ、下流側のＤＰＦでは、異常な高温にならないように熱拡散及び蓄熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な一部断面を含む斜視図である。
【図２】図１のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な側断面図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な一部断面を含む斜視図である。
【図４】図３のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な側断面図である。
【図５】本発明に係る第３の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な一部断面を含む斜視図である。
【図６】図５のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な側断面図である。
【図７】本発明に係る第３の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの他の例を示す模式的な側断面図である。
【図８】本発明に係る第３の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの他の例を示す模式的な側断面図である。
【図９】本発明に係る第３の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの他の例を示す模式的な側断面図である。
【図１０】本発明に係る第１の実施の形態のディーゼルパティキュレートフィルタの側断面図における温度分布の状態を示す模式的な等温図である。
【図１１】酸化触媒を配設した連続再生型ＤＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【図１２】酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型ＤＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【図１３】ＰＭ酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型ＤＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【図１４】従来技術のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な構成図であり、（ａ）は一部断面を含む斜視図で、（ｂ）は正面図で、（ｃ）は背面図である。
【図１５】図１４のディーゼルパティキュレートフィルタの模式的な側断面図である。
【図１６】図１４のディーゼルパティキュレートフィルタの側断面図における温度分布の状態を示す模式的な等温図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（第１のＤＰＦ）
１１ａ，１１ａ’ 上流側セル（排気ガス通路）
１１ｂ，１１ｂ’ 下流側セル（排気ガス通路）
１２，１２’ 多孔質壁面
１５ 上流側
１６ 下流側
３０Ａ 通気部材（熱拡散部材）
３０Ｂ、３０Ｆ 目封止プレート（熱拡散部材）
３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ 第２のＤＰＦ（熱拡散部材）
Ｃ 中央部分
Ｇ 排気ガス
Claims (5)
- ディーゼルエンジンの排気ガス中の粒子状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、排気ガス中の粒子状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸化により高温になり易い、排気ガス流入横断面の中央部の下流側部分に接して、該ディーゼルパティキュレートフィルタよりも熱伝達特性の良い熱拡散部材を、下流側中央部を含む下流側面に接して設け、下流側において中央部の熱を周辺部に拡散するように配置したことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ。
- 前記熱拡散部材が、金属、窒化ケイ素又は炭化ケイ素を材料とすることを特徴とする請求項１記載のディーゼルパティキュレートフィルタ。
- 前記ディーゼルパティキュレートフィルタが、周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の上流側と下流側を千鳥状に目封止したウォールフロータイプのフィルタであって、前記熱拡散部材が、前記下流側を千鳥状に目封止する目封止プレートであることを特徴とする請求項１又は２に記載のディーゼルパティキュレートフィルタ。
- 前記熱拡散部材がフィルタ機能を有する部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のディーゼルパティキュレートフィルタ。
- 前記ディーゼルパティキュレートフィルタと前記熱拡散部材が、共に周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の上流側と下流側を千鳥状に目封止したウォールフロータイプのフィルタであることを特徴とする請求項４記載のディーゼルパティキュレートフィルタ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356222A JP3826773B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| EP02025431A EP1312776A3 (en) | 2001-11-16 | 2002-11-15 | Exhaust gas purification system |
| US10/295,984 US20030097834A1 (en) | 2001-11-16 | 2002-11-18 | Exhaust gas purification system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356222A JP3826773B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003155910A JP2003155910A (ja) | 2003-05-30 |
| JP3826773B2 true JP3826773B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=19167781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001356222A Expired - Fee Related JP3826773B2 (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3826773B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060117321A (ko) * | 2003-11-06 | 2006-11-16 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 세라믹 허니콤 필터, 배기 가스 정화 장치 및 배기 가스정화 방법 |
| JP2005296936A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-10-27 | Hitachi Metals Ltd | セラミックハニカムフィルタ及び排気ガス浄化装置 |
| JP5227617B2 (ja) * | 2007-04-20 | 2013-07-03 | イビデン株式会社 | ハニカムフィルタ |
| JP5607962B2 (ja) * | 2010-03-19 | 2014-10-15 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体およびハニカム構造体の製造方法 |
| DE102011011913A1 (de) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Armin Burkhardt | Abgasreinigungseinrichtung |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356222A patent/JP3826773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003155910A (ja) | 2003-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20030097834A1 (en) | Exhaust gas purification system | |
| JP3829699B2 (ja) | 排ガス浄化システム及びその再生制御方法 | |
| US6808688B1 (en) | Particulate trap for diesel engine | |
| JP4362370B2 (ja) | 加熱装置を有する開放形の粒子濾過器 | |
| US7566425B2 (en) | Refractory exhaust filtering method and apparatus | |
| JP2003184542A (ja) | ディーゼルエンジンの排気ガス浄化システム | |
| JP5639343B2 (ja) | ハニカム触媒体 | |
| KR20050113636A (ko) | 디젤 엔진 및 이를 위한 촉매 필터 | |
| JP2011214577A (ja) | ディーゼルエンジン排気ガスから煤粒子を取り除くためのプロセスおよびデバイス | |
| JP2006090185A (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JP2009202114A (ja) | メタルハニカム担体構造 | |
| JP2003161138A (ja) | ディーゼルパティキュレートフィルタ | |
| JP2007023997A (ja) | 排気浄化装置 | |
| JP3826773B2 (ja) | ディーゼルパティキュレートフィルタ | |
| JP2004251266A (ja) | セラミックハニカムフィルタ及び排気ガス浄化方法 | |
| JP3843746B2 (ja) | 連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムとその再生制御方法 | |
| JP2005299474A (ja) | 排気ガス浄化システム | |
| JP2001355431A (ja) | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 | |
| JP2012077693A (ja) | 排気浄化装置 | |
| JP2003148141A (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JP6753179B2 (ja) | 酸化触媒、及び、排気ガス浄化システム | |
| JP3747793B2 (ja) | 燃料噴射制御方法と連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムの再生制御方法 | |
| BRPI0618308A2 (pt) | método de filtragem de descarga refratária e dispositivo | |
| JP3951678B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JP2003155909A (ja) | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060314 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060420 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060613 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060626 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090714 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100714 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110714 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110714 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120714 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120714 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130714 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |