JPH0211287B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガス中に含まれる可燃性微粒子、特に
自動車の排ガス中に含まれるカーボン等の可燃性
微粒子を除去するためのフイルタ装置に関するも
のであり、更に詳しくはフイルタ自体に通電して
発熱させることにより、高濾過性を保持したま
ま、濾別した可燃性微粒子を効率的に燃焼除去す
るフイルタ装置に関するものである。

［従来技術及びその問題点］ 従来、例えば公害対策として自動車エンジンの
排ガス中に含まれるカーボン微粒子を除去するた
めに、排気系または排気還流系に、フイルタを用
いることが提案されているが、長期の使用ではカ
ーボンが堆積して目詰りを起こし、圧力損失を生
ずるという欠点があつた。この欠点を解消するも
のとしてフイルタの微粒子捕捉部位にニクロム線
ヒータあるいは発熱金属層を組み合わせて通電加
熱したり、捕捉部位に燃料を噴射して燃料の燃焼
熱で加熱したり、高圧電極を設けて火花放電によ
り加熱したり、又、フイルタをカーボン繊維と
し、そのカーボン繊維に通電することにより加熱
して、カーボン微粒子を焼却し、目詰まりを防ぐ
方法が考えられていた。

しかし、ニクロム線を使用する場合には発熱面
積が少なくてエネルギ効率が悪く、又、フイルタ
への取り付けも手間のかかるものであり、発熱金
属層を設ける場合は濾過の障害にならないように
細く小面積に設けなくてはならず、やはりエネル
ギ効率が悪く、取り付けも手間がかかるものであ
り、排ガスにより昇温がうまくゆかない場合はエ
ンジンを止めてから、フイルタにたまつたカーボ
ン微粒子を燃焼させなければならないことも生じ
た。また、電気を使用するため、反接地側の電極
や導線にカーボンが付着すると漏電・シヨートを
生ずる恐れもあつた。更に、燃料噴射および高圧
放電方法は格別に複雑な装置を必要とし、エンジ
ンを大量に消費し、燃料による火災上の問題、放
電によるフイルタの損傷を生じ、又、カーボン繊
維を使用したものは繊維自体が燃焼により消失し
てしまう欠点を有していた。

一方、同様な用途にセラミツクのハニカム構造
フイルタが知られており、このものは一般のフイ
ルタに比べ、目を細かくしても圧力損失が少なく
てすみ、しかもコンパクトであるので自動車の排
ガス中のカーボン除去用に好適なものであるが目
詰りを生じた場合、濾過面が広範囲にわたるの
で、フイルタを使用部位より取りはずして全体を
加熱処理し、カーボン微粒子を燃焼消滅させなく
てはならなかつた。更に、目詰まり防止の方法と
しては、ステンレスウール、アルミナペレツト等
のフイルタの目の細かさを段階的に変化させ、カ
ーボン微粒子を分散させて捕捉し、更に燃料噴射
によりカーボン微粒子を加熱燃焼させる方法も提
案されているが、カーボン微粒子捕捉が不十分で
あり又、排ガスは低酸素状態であるので温度上昇
にも限界があり速やかな焼却ができないのと、装
置が複雑になる欠点を有していた。

［発明の構成］ 以上述べた従来技術の欠点に鑑み、本発明者ら
はエンジンを作動したままで、圧力損失を悪化さ
せることなく特に複雑な設備を要せずに、かつ漏
電・シヨートを起こさずに、効率的に可燃性微粒
子を除去することを目的として、鋭意研究の結
果、孔径の異なる多孔質導電性セラミツクフイル
タを排ガス流動方向に配列したものを使用するこ
とにより、現状の装置を大きく変更することな
く、効率的に速やかに可燃性微粒子を取り除くこ
とができることを見い出し、本発明を完成したの
である。

即ち第１発明の要旨とするところは、排ガスの
流動方向に孔目の径が減少するように変化させて
なる多孔質フイルタにおいて、フイルタを導電性
セラミツクで形成すると共に、該フイルタを通電
加熱するための金属質電極手段を設けてなり、こ
の金属質電極手段が、排ガスの上流方向と下流方
向の両端に設けられて、フイルタの孔目変化方向
が電気的に直列接続されると共に、上流側電極が
接地電位である排ガス用フイルタ装置にある。

第２発明の要旨とするところは、 排ガスの流動方向に孔目の径が減少するように
変化させてなる多孔質フイルタにおいて、フイル
タを導電性セラミツクで形成すると共に、該フイ
ルタを通電加熱するための金属質電極手段を設け
てなり、 この金属質電極手段が、排ガスの上流方向と下
流方向の両端に設けられて、フイルタの孔目変化
方向が電気的に直列接続されると共に、上流側電
極が接地電位であり、 更に上記フイルタの上流側に排ガスとの接触面
積の大きい多孔構造をなす自己通電発熱型の加熱
器を配してなる排ガス用フイルタ装置にある。

次に、図を参照しつつ説明する。

第１図は自動車排ガス用フイルタ装置に適用し
た第１発明の第１実施例を示す。ここにおいて、
１は孔目の径が大きい短円筒形の多孔質導電性セ
ラミツクフイルタ、２は孔目の径が小さい短円筒
形の多孔質導電性セラミツクフイルタを表し、そ
れらの孔目の径の大きさは、例えば、フイルタ１
では約20セル／インチ、フイルタ２では約40セ
ル／インチを使用する。

この２つのフイルタの端面には各々金属質電極
が全端面にまたは部分的でかつ連通状にメタライ
ズ層４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂとして形成されてい
る。そして、孔目の径の大きいフイルタ１の片方
のメタライズ層４ａに、その一面が重なり合うよ
うにステンレス等の円形波形金網３ａが接触状態
にあり、一方孔目の径の小さいフイルタ２の片方
のメタライズ層５ｂに一面が重なり合うようにス
テンレス等の円形波形金網３ｃが接触状態にあ
り、場合により金網３ａ，３ｃは各々部分的にメ
タライズ層４ａ，５ｂにろう付けにより接合され
ている。

更に、フイルタ１のもう一方のメタライズ層４
ｂとフイルタ２のもう一方のメタライズ層５ａと
に挾まれてステンレス等の円形波形金網３ｂの表
裏が各々メタライズ層４ｂ，５ａが接触状態にあ
り、場合により金網３ｂは部分的にメタライズ層
４ｂ，５ａにろう付けにより接合されている。

そして全体として、円形波形金網３ａ、多孔質
導電性セラミツクフイルタ１、円形波形金網３
ｂ、多孔質導電性セラミツクフイルタ２及び円形
波形金網３ｃが積層し、一体の円筒体となつて、
排ガス用フイルタ装置を形成している。

この円筒体フイルタ装置はセラミツクの絶縁筒
９内に納められて、外筒１２に絶縁及び密着状態
に挿入され、円筒体フイルタ装置は、外筒１２の
鍔部１６と結合している接合管１４の鍔部１７と
絶縁環１０との間に配設されたバネ材１１の押圧
力により、絶縁環１０を介して、絶縁筒９の係止
部９ａに付設され、更に絶縁筒９が外筒１２の内
部に付設された係止突条１５方向に付勢されるこ
とにより、支持されている。

上記円筒体フイルタ装置の両端の金網３ａ，３
ｃには各々導線６ａ，６ｂがろう付け部分８ａ，
８ｂにて接合され、碍子１３ａ，１３ｂを介し
て、絶縁的に外筒１２の外部へ導かれている。そ
して導線６ａは電源Ｅの一方の極へスイツチ７を
介して接続され、電源Ｅとスイツチ７の間で車体
に接地されている。一方、導線６ｂは電源Ｅの他
方の極へ接続され、前記円筒体フイルタ装置、導
線６ａ，６ｂスイツチ７及び電源Ｅ全体で通電加
熱回路を形成している。

以上の構成において、エンジンからのカーボン
微粒子を含んだ排ガスはイグゾーストマニホール
ドをそのまま通過して、点線で示すように、上流
方向Ｆより、フイルタ装置へ流入するが、金網３
ａ及びメタライズ層４ａをそのまま通り抜け、孔
目の径が大きい多孔質導電性セラミツクフイルタ
１に至り、排ガス中に含まれるカーボン微粒子の
内、比較的大きな粒子がフイルタに捕捉されてい
る。

次いで、排ガスはメタライズ層４ｂ、金網３ｂ
及びメタライズ層５ａを通り抜け、孔目の径が小
さい多孔質導電性セラミツクフイルタ２に至り、
ここで排ガス中に残存している比較的小さなカー
ボン粒子がほとんど捕捉される。そして排ガスは
メタライズ層５ｂ及び金網３ｃを通り抜けて、フ
イルタ装置外へ排出され、下流の排気管の方向Ｂ
に向かう。この結果、カーボン微粒子は各フイル
タ１，２中にほぼ均一に分散捕捉される。このと
き、スイツチ７をオンにしておくことにより、金
網３ａ，３ｃ間に通電されて、多孔質導電性セラ
ミツクフイルタ１及び２が発熱し、フイルタ１，
２内にほぼ均一に捕捉されたカーボン微粒子を少
ない電気エネルギーで効率的に速やかに燃焼消滅
させることができる。

又、フイルタ装置の排ガス流入側の電極を接地
電位とすることにより、万一、流入側の、例え
ば、金網３ａにカーボンが堆積し、絶縁筒９の係
止部９ａをカーボンが乗り越えることにより、フ
イルタ装置と外筒１２が通電状態になつても、短
絡個所は接地側であるので、漏電・シヨートによ
る各種支障、例えば多孔質導電性セラミツクフイ
ルタ１，２の電流量が低下することなくフイルタ
１，２の温度が低下せず、カーボンが燃え残るこ
とがない。

次に第２図は１番目の発明の第２実施例を示
す。ここにおいて、４１は孔目の径の大きい多孔
質導電性セラミツクフイルタ、４２は孔目の径の
小さい多孔質導電性セラミツクフイルタを示し、
孔目の径の大きさは第１実施例と同様なものが使
用され、両者は各々の一端面で接合され、界面４
７を形成し、一体の構成をなしている。

そして、フイルタ４１のもう一方の端面は金属
質電極がメタライズ層４３として形成され、更に
他のフイルタ４２のもう一方の端面も金属質電極
がメタライズ層４５として形成され、全体の構成
がメタライズ層４３、孔目の径の大きい多孔質導
電性セラミツクフイルタ４１、接合界面４７、孔
目の径の小さい多孔質導電性セラミツクフイルタ
４２及びメタライズ層４５からなる排ガス用フイ
ルタ装置をなしている。

上記フイルタ装置の両メタライズ層４３，４５
には各々ステンレス等の金網４４，４６が一部溶
接された状態で接続し、更に金網４４に導線４８
が溶接され、該導線４８はスイツチ５０を介して
電源Ｅに接続されており一方金網４６に導線４９
が溶接され電源Ｅに接続されている。ここで導線
４８の側で接地がなされ、メタライズ層４３の電
極側が接地電位となつている。

上記構成により、排ガス用フイルタ装置、導線
４９、スイツチ５０、電源Ｅ及び導線４９全体で
通電加熱回路を形成している。このものを第１実
施例のごとく排気管に適用すれば、第１実施例と
同様な効果を生ずる。

次に第３図は本発明の第３実施例を示す。

ここにおいて、５１は中空円筒体状の孔目の径
の大きい多孔質導電性セラミツクフイルタ、５２
は中空円筒体状の孔目の径の小さい多孔質導電性
セラミツクフイルタを表わし、孔目の径の大きさ
は第１実施例と同様なものが使用され、フイルタ
５２の外周面とフイルタ５１の内周面とは界面６
８にて結合して、二層フイルタを構成している。

そして、フイルタ５１の外周面には金属質電極
がメタライズ層５３として形成され、フイルタ５
２の内周面にも金属質電極がメタライズ層５４と
して形成されており、全体の構成がメタライズ層
５３、孔目の径の大きい多孔質導電性セラミツク
フイルタ５１、界面６８、孔目の径の小さい多孔
質導電性セラミツクフイルタ５２及びメタライズ
層５４を順に接合した排ガス用フイルタ装置をな
している。

上記メタライズ層５３，５４には各々導線６
３，６４が溶接その他の方法で接続され、各々碍
子６６，６７を介して絶縁状態に外部へ導かれ
て、該導線６３はスイツチ６５を介して電源Ｅに
接続されており、他の導線６４は電源Ｅの他の極
へ直接接続されている。ここで導線６３側で接地
がなされ、メタライズ層５３の電極側が接地電位
となつている。

上記構成により、排ガス用フイルタ装置、導線
６３、スイツチ６５、電源Ｅ及び導線６４全体で
通電加熱回路を形成している。

上記二層フイルタの円形の端面の一方には、同
径の非多孔質絶縁性セラミツク円形板５５が密着
状態に結合されている。一方、二層フイルタの他
端面にも同径の非多孔質絶縁性セラミツク円形板
５７が密着状態に結合されているが、該円形板５
７はその中心に円形穴及び該穴に適合された円筒
管５７ａが設けられ、二層フイルタの中心穴部５
６とほぼ同形の流出口５７ｂを形成している。

５９はフイルタを収納するための外筒であり、
その排ガス上流側に端面壁６９を有し、その端面
壁には流入口５９ａが、端面壁６９の周縁に適当
な個数穿設され、端面壁６９の中心部にも端面壁
６９と同心円状に穴部５９ｃが穿設されている。
ただし、穴部５９ｃは軽量化のために設けられた
ものであり、穿設しなくてもよい。

上記流入口５９ａと穴部５９ｃとの間の端面壁
６９に直角に、その内周が上記二層フイルタの上
流側端部に適合するような環状突条６２ｂが設け
られ、該環状突条６２とその内側の端面壁６９と
で二層フイルタの上流側端部に結合している円形
板５５を密着状態に支持し、機密状態を保つてい
る。

外筒５９の上流端面全体は短円筒形の接続蓋体
５８により、各々の周縁鍔部７０，７１が互いに
結合して、気密状態に覆われている。そして該蓋
体５８の一部に排ガス導入口５８ａを有する管体
５８ｃが付設され、該管体５８ｃは、イグゾース
トマニホールドに接続されている。

一方、外筒５９の下流端面全体は、漏斗状接続
蓋体６０により、各々の周縁の鍔部７２，７３が
互いに結合して、気密状態に覆われている。そし
て該漏斗状蓋体６０は、その排ガス流入口の内周
面に突出している係止突条６１ａ及びその内周面
が上記二層フイルタの下流側の端面及び外周面端
部に適合するような環状突条６１ｂが設けられて
おり、蓋体６０を外筒５９に取り付けた際、上記
係止突条６１ａ及び環状突条６１ｂが二層フイル
タの下流側端部を密着状態に支持し、気密状態を
保持する。蓋体６０の下流側には小径の排出口６
０ｄを有し、図示しない排気管に接続されてい
る。

以上の構成において、エンジンからのカーボン
微粒子を含んだ排ガスは、イグゾーストマニホー
ルドをそのまま通過して、点線でしめすように上
流方向Ｆより接続蓋体５８の導入口５８ａに流入
する。更に、蓋体５８中で分流して、外筒５９の
端面壁６９に開口している流入口５９ａから、外
筒５９の内部へ流入する。次いで、排ガスは外筒
５９内部に露出している円筒形の排ガス用フイル
タ装置の外周面よりメタライズ層５３を通過して
その多孔質の内部へ浸入する。ここにおいて、最
初に排ガスが侵入する孔目の径の大きい多孔質導
電性セラミツクフイルタ５１において、比較的大
径のカーボン微粒子が捕捉され、次に排ガスが浸
入する孔目の径の小さい多孔質導電性セラミツク
フイルタ５２において、比較的小径のカーボン微
粒子が捕捉され、排ガスは、もう一方のメタライ
ズ層５４を通過して中心穴部５６へ流出する。こ
の時点でカーボン微粒子はフイルタ５１，５２全
体に分散して捕捉されており、排ガス中にはほと
んど認められない。

次に排ガスは中心穴部５６から非多孔質絶縁性
セラミツク円形板５７の流出口５７ｂより外筒５
９内部から漏斗状蓋体６０へ流出し、次いで該蓋
体６０の排出口６０ｄより排気管へ排出する。

このとき、加熱回路のスイツチ６５がオンして
いて、金属質電極であるメタライズ層５３，５４
間に通電が行われていると、フイルタ５１，５２
中に分散して捕捉されている、カーボン微粒子が
フイルタ５１，５２自体の発熱により、速やかに
燃焼消滅する。

本実施例の効果は、第１及び第２実施例の効果
に加えて、中心穴部５６を有することから、フイ
ルタ中心部分に蓄熱することがなく、中心部と周
辺部との間で温度勾配が急とならないので、クラ
ツクの恐れが少なくなる。

次に第４図に第２発明の一実施例を示す。

ここにおいて、２１は孔目の径が大きい短円筒
形の多孔質導電性セラミツクフイルタ、２２は孔
目の径が小さい短円筒形の多孔質導電性セラミツ
クフイルタを示し孔目の径は第１発明の第１実施
例と同様なものが使用され、２４は断面正方形の
多数の貫通孔を有する自己通電発熱型ハニカム構
造体セラミツク加熱器を示している。

この２つのフイルタ２１，２２の端面と１つの
加熱器２４の格子状端面には各々金属質電極がメ
タライズ層２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ，２
８ａ，２８ｂとして形成されている。

フイルタ２１の１つのメタライズ層２９ｂとフ
イルタ２２の１つのメタライズ層３０ａとに挾ま
れてステンレス等の円形波形金網２３ｂの表裏が
各々メタライズ層２９ｂ，３０ａと接触状態にあ
り、場合により金網２３ｂは部分的にメタライズ
層２９ｂ，３０ａにろう付けにより電気的に接続
されている。

又、フイルタ２１のもう一方のメタライズ層２
９ａと加熱器２４の１つのメタライズ層２８ｂと
に挾まれてステンレス等の円形波形金網２３ａの
表裏が各々メタライズ層２９ａ，２８ｂと接触状
態にあり、場合により金網２３ａは部分的にメタ
ライズ層２９ａ，２８ｂに、ろう付けにより電気
的に接続されている。

フイルタ２２のもう一方の端面のメタライズ層
３０ｂに、その一面が重なり合うようにステンレ
ス等の円形波形金網２３ｃが接触状態にあり、場
合により金網２３ｃは部分的にメタライズ層３０
ｂに、ろう付けにより電気的に接続されている。

同様に加熱器のもう一方の格子状端面のメタラ
イズ層２８ａに、その一面が重なり合うようにス
テンレス等の円形波形金網２７が接触状態にあ
り、場合により金網２７は部分的にメタライズ層
２８ａに、ろう付けにより電気的に接続されてい
る。

そして全体として、排ガス上流側Ｆから、円形
波形金網２７、自己通電発熱型ハニカム構造セラ
ミツク加熱器２４、円形波形金網２３ａ、孔目の
径が大きい短円筒形多孔質導電性セラミツクフイ
ルタ２１、円形波形金網２３ｂ、孔目の径が小さ
い短円筒形多孔質導電性セラミツクフイルタ２２
及び円形波形金網２３ｃが積層し、一体の円筒体
となつて、排ガス用フイルタ装置を形成してい
る。

上記フイルタ装置はセラミツクの絶縁筒３１内
に納められて、外筒３３に絶縁及び密着状態に挿
入され、フイルタ装置は外筒３３の鍔部３３ｂと
結合している接続管３５の鍔部３６と絶縁環３２
との間に配設されたバネ材３７の押圧力により、
絶縁環３２を介して絶縁筒３１の係止部３１ａに
付勢され、更に外筒３３の内部に付設された係止
突条３３ａ方向に付勢されることにより支持され
ている。

上記フイルタ装置の両端の金網２７，２３ｃに
は各々導線３８ａ，３８ｂがろう付け部分３４
ａ，３４ｂにて電気的に接続され、碍子４０ａ，
４０ｂを介して、絶縁的に外筒３３の外部へ導出
されている。

導線３８ａは電源Ｅの一方の極へスイツチ３９
を介して接続され、電源Ｅとスイツチ３９の間で
車体に接地されている。一方、導線３８ｂは電源
Ｅの他の極へ接続され、前記フイルタ装置、導線
３８ａ，３８ｂ、スイツチ３９及び電源Ｅ全体で
通電加熱回路を形成している。

以上の構成において、エンジンからのカーボン
微粒子を含んだ排ガスはイグゾーストマニホール
ドをそのまま通過して、点線で示すように、上流
方向Ｆより、フイルタ装置へ流入する。

そして、まず排ガスは金網２７を通過し、ハニ
カム構造の加熱器２４の隔壁２６で隔てられた通
路２５を下流側Ｂに向つて流れる。次いで、金網
２３ａ、メタライズ層２９ａ、孔目の径が大きい
多孔質導電性セラミツクフイルタ２１、メタライ
ズ層２９ｂ、金網２３ｂ、メタライズ層３０ａ、
孔目の径が小さい多孔質導電性セラミツクフイル
タ２２、メタライズ層３０ｂ及び金網２３ｃを通
過して、フイルタ装置を抜け出て下流方向Ｂへ流
れ、排気管より排出される。

この時、スイツチ３９がオンされており、フイ
ルタ装置の両端の金網２７，２３ｃ間が通電状態
であつた場合、カーボン微粒子を含んだ排ガスは
まず予め加熱器２４で加熱され、次いで両フイル
タ２１，２２により、カーボン微粒子が捕捉され
燃焼される。

ここにおいて第１発明の第１実施例の効果に加
えて、加熱器２４にて予め排ガスが加熱されるこ
とにより、エンジンのいかなる運転条件下でもフ
イルタ２１，２２が排ガスによりカーボン微粒子
燃焼温度以下に冷却されることがない。特に、フ
イルタ２１の上流側においては、排ガスが予め加
熱されていないとカーボン微粒子が堆積すること
から、圧力損失を大きくすることがあり、加熱器
２４の付設により、フイルタ２１，２２全体でカ
ーボンの燃焼除却が効率的に行われる。

上記加熱器としてはハニカム構造体以外にフイ
ルタに使用されていると同様な多孔質のものでも
同様な効果のもとに使用可能である。

第１発明の第１〜第３実施例及び第２発明の実
施例において、多孔質導電性セラミツクフイルタ
としては、連通孔を分布状に有する海綿状構造体
であるもの、フエルト状、織布成形体等の多数の
綿状素体の集合構造体等の導電性セラミツクフイ
ルタ等を採用することができる。

上記の多孔質導電性セラミツクフイルタの製造
方法は組成を焼成時にまたは焼成後の大気雰囲気
中での加熱処理により多孔質となるように配合さ
れた生のセラミツクを焼成製造する以外に、例え
ば、次の如くなされる。炭化珪素あるいは二珪化
モリブデン等の主成分の他に、アルミナ、シリカ
等の焼結助剤を含む原料微粒末、アルギン酸ソー
ダ、アルギン酸アンモン、ポリビニールアルコー
ル等の有機バインダー、水、エチルアルコール等
の溶剤を加えて混練して泥漿状調合物を作り、そ
の中に所定の目の細かさをもつ、目的とする所定
形状のポリウレタン等のプラスチツクフオームを
浸漬し、乾燥後大気雰囲気あるいは窒素雰囲気下
1600℃前後で焼成することにより得られる。

上記の多孔質フイルタ製造方法において、プラ
スチツクフオームとして、２種類の目の細かさを
もつ直方体又は中空円筒体等の所定形状のフオー
ムを、予め接合した形で泥漿状調合物に浸漬、乾
燥したのち、あるいは２種のフオームを別々に浸
漬、乾燥及び仮焼後更に泥漿状調合物で接合した
後、焼成することにより、第１発明の第２実施例
や第２発明の実施例における各種形状の二層フイ
ルタを製造することができる。

又、ハニカム構造体を製造するには貫通孔の断
面形状が三角形、四角形、六角形等の多角形及び
円形、惰円形等の所定の形状を構成するように多
数のスリツトからなるダイスより粘土状の生のセ
ラミツクを押し出すことにより一体構造の長尺物
を得、該長尺物を必要な長さに切断後、焼成する
ことにより濾過壁ハニカム構造体を得ることがで
きる。

金属質電極手段は導電性セラミツクフイルタあ
るいは加熱器のセラミツクのハニカム構造体の両
端面に、例えば、白金等の金属粉末ペーストある
いはニツケル、コバルト等と珪素との粉末ペース
ト混合物を焼き付けることにより形成される。こ
の場合、端面全体に形成しなくても、格子状、縞
状等に適当に間隔をおいて形成しても良い。

また、この多孔質フイルタの全体または一部分
の表面部に白金、白金とロジウムの混合もしくは
合金、白金とパラジウムの混合もしくは合金など
の触媒金属を分布状に担持させておくことは、カ
ーボンの焼却をより低い温度で行うことができる
ので有利となる。これは、たとえば、多孔質壁構
造体を触媒金属の酸もしくは塩の液に浸漬後、比
較的高い温度で加熱処理することによつて得るこ
とができる。

以上の如く第１発明の排ガス用フイルタ装置に
よれば、例えば、自動車の排気浄化に適用した場
合、排ガス中のカーボン微粒子はフイルタの孔目
の径が異なることにより、粒子径に応じて各フイ
ルタ中に分散して捕捉され、フイルタ全体にわた
つてカーボンが分布することになり、それ故、例
えば、今までのような孔目が一定のフイルタのよ
うに前面に偏つてカーボンが堆積して、目詰まり
を起こすといつたことがなくなる。しかも、フイ
ルタ自体が導電発熱性であり、フイルタの電極へ
通電するだけで、上記の如くフイルタ全体にわた
りくまなく分散しているカーボン微粒子全てがフ
イルタ全体の発熱によりフイルタ全域で同時に瞬
間的に加熱されることによつて、効率的に速やか
に燃焼消滅するのである。しかも、排ガス上流側
の電極が接地電位であるので、フイルタ前面にカ
ーボンが付着・堆積しても、漏電・シヨートを起
す恐れがない。

一方、第２発明においては上記の第１発明の効
果に加えて、フイルタの上流側に多孔質構造の自
己通電発熱型加熱器を設けることにより、例え
ば、市掛地走行時で排ガス温度が低くて、カーボ
ン微粒子の燃焼が妨げられ、特に、フイルタの上
流側において排ガス又は再燃用外気による冷却の
ため、カーボン微粒子が燃焼消滅せずフイルタ中
に残留堆積し、フイルタの目詰まりを生ずるよう
な場合においても有効である。即ち、上記のよう
な加熱装置の電極に通電するだけで、フイルタを
通過する前に、排ガスを予め急速に加熱昇温する
ことができる。従つて、排ガスがフイルタに至つ
ても既に排ガスは昇温しているのでフイルタの前
面がカーボンの燃焼温度以下に冷却されることが
なくて、フイルタに捕捉された全てのカーボン微
粒子が速やかに、燃焼消滅する。このため本発明
のフイルタ装置は、いかなる状況下の自動車走行
においても、フイルタの目詰まりによるエンジン
出力の圧力損失を生ずることがないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の排ガス用フイルタ装置の第
１実施例の断面図、第２図は第２実施例の断面
図、第３図は第３実施例の断面図、第４図は第２
発明の排ガス用フイルタ装置の一実施例の断面図
である。 １，２１，４１，５１……孔目の径が大きい多
孔質導電性セラミツクフイルタ、２，２２，４
２，５２……孔目の径が小さい多孔質導電性セラ
ミツクフイルタ、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，２９
ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ，４３，４５，５
３，５４……金属質電極手段、２４……自己通電
発熱型加熱器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排ガスの流動方向に孔目の径が減少するよう
   に変化させてなる多孔質フイルタにおいて、フイ
   ルタを導電性セラミツクで形成すると共に、該フ
   イルタを通電加熱するための金属質電極手段を設
   けてなり、 この金属質電極手段が、排ガスの上流方向と下
   流方向の両端に設けられて、フイルタの孔目変化
   方向が電気的に直列接続されると共に、上流側電
   極が接地電位である排ガス用フイルタ装置。 ２ 多孔質フイルタが、個々に均一径の孔目を有
   し、相互に孔目の径が異なる２種以上のフイルタ
   層を排ガスの流動方向に孔目の径が小さくなるよ
   うに配列して形成された特許請求の範囲第１項記
   載の排ガス用フイルタ装置。 ３ 配列されたフイルタ層が、一体構造となつて
   いる特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の
   排ガス用フイルタ装置。 ４ 配列されたフイルタ層が、個々に分離してい
   る特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の排
   ガス用フイルタ装置。 ５ 導電性セラミツクが、炭化珪素を主成分とす
   るものである特許請求の範囲第１項記載の排ガス
   用フイルタ装置。 ６ 導電性セラミツクが二珪化モリブデンを主成
   分とするものである特許請求の範囲第１項記載の
   排ガス用フイルタ装置。 ７ 多孔質フイルタの全体または一部の表面部に
   触媒金属を分布状に担持させた特許請求の範囲第
   １項記載の排ガス用フイルタ装置。 ８ 排ガスの流動方向に孔目の径が減少するよう
   に変化させてなる多孔質フイルタにおいて、フイ
   ルタを導電性セラミツクで形成すると共に、該フ
   イルタを通電加熱するための金属質電極手段を設
   けてなり、 この金属質電極手段が、排ガスの上流方向と下
   流方向の両端に設けられて、フイルタの孔目変化
   方向が電気的に直列接続されると共に、上流側電
   極が接地電位であり、 更に上記フイルタの上流側に排ガスとの接触面
   積の大きい多孔構造をなす自己通電発熱型の加熱
   器を配してなる排ガス用フイルタ装置。