JPH0247248B2 - - 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するフ
イルタ装置に関するものである。 ［従来の技術］ 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
めの排気系または排気還流系の浄化装置の１つと
して、フイルタが用いられてきたが、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、目記まりを
防ぐ方法がとられていた。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、ニクロム線を使用する場合は発熱面積
が少なくてエネルギ効率が悪く、又、フイルタへ
の取り付けも手間がかかるものであり、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。又、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、エネルギを大量に消費し、
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。 これらの欠点を解消するものとして、多孔質セ
ラミツクフイルタを自己通電発熱型としたものが
考慮されており、このものは排ガス中のカーボン
微粒子をフイルタ全体に分散捕捉して圧力損失が
大きくならない内に、フイルタに通電することに
より、カーボン微粒子を燃焼消滅させるタイプの
フイルタ装置であるが、このものも、フイルタ装
置に流入する排ガスが、例えば、自動車が市街地
走行時であつたり、排ガスに再燃用の外気が混入
されていた場合などで、温度が低いと、フイルタ
特にフイルタの前面の温度を低下させ、その部分
では、カーボン微粒子が燃え残ることとなつて、
目詰まりを生じてしまうのでエンジンを止めて、
再度カーボン焼却処理が必要となつてしまう可能
性があつた。 更に堆積したカーボンは導電性が比較的高いの
で、排ガス管内に露出している加熱用電極や導線
の内、反接地側と排ガス管との間のシヨート・漏
電を生じさせ、通電加熱による焼却処理自体が不
可能となつてしまう場合があつた。 ［発明の構成］ 以上述べた課題を解決すべく本発明者らは、カ
ーボン微粒子によるシヨートや漏電を防止すると
ともに、エンジンを作動したままで、市街地走行
時等でもカーボンが燃え残ることがなく圧力損失
を悪化させず、又、そのために特に複雑な設備を
要せずに、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、本発明を完成し
た。即ち、本発明の要旨とするところは、装置を
格納する筐体側を接地側とし、装置への通電によ
る加熱によつて排ガス中の可燃性粒子を除去する
排ガス用フイルタ装置であつて、自己通電発熱型
のフイルタの上流側に、該フイルタより排ガスと
の接触面積の大きい構造体をなす自己通電発熱型
の加熱器を配し、該加熱器の上流排ガス流入端面
を接地側の電極とするとともに、上記フイルタの
下流側排ガス流出端面を反接地側の電極とし、上
記フイルタと加熱器とを直列に接続して一体に形
成するとともに電気的にも直列に接続した排ガス
用フイルタ装置にある。 ［実施例］ 次に、図を参照しつつ説明する。 第１図及び第２図は自動車排ガス用フイルタ装
置に適用した本発明の第１実施例を示している。
ここにおいて、１は自己通電発電型セラミツクの
円筒形海綿状構造体からなる加熱器であり、２は
自己通電発熱型セラミツクの短円筒形海綿状構造
体からなるフイルタである。 上記の自己通電発熱型セラミツクの海綿状構造
体からなる加熱器１及びフイルタ２は各々の一端
面でセラミツクペーストにより焼き付け接合され
界面７を形成し、一体の構成をなしている。 そして加熱器１のもう一方の端面（上流側排ガ
ス流入端面）は金属質電極がメタライズ層３とし
て形成され、更にフイルタ２のもう一方の端面
（下流側排ガス流出端面）も金属質電極がメタラ
イド層４として形成されている。 上記メタライズ層３，４には各々ステンレス等
の円形波形金網５，６が一部ろう付けにより電気
的に接続された状態で接触し、金網５には導線１
２がろう付け部分１２ａにて電気的に接続され、
該導線１２は碍子１０を介して外筒９の外部にへ
導びかれ、スイツチ１４を介して電源Ｅに接続さ
れているとともに、スイツチ１４と電源Ｅとの間
で接地されている。 一方、金網６には導線１３がろう付け部分１３
ａにて電気的に接続され、該導線１３は碍子１１
を介して外筒９の外部へ導びかれ、電源Ｅに接続
されている。 上記の構成において、金網５、メタライズ層
３、加熱器１、フイルタ２、メタライズ層４並び
金網６より円筒状積層体が形成され、該円筒状積
層体と導線１２，１３、スイツチ１４及び電源Ｅ
とを接続すると直列の加熱回路となつて全体で排
ガスフイルタ装置を構成するのである。 前記円筒状積層体はセラミツクの絶縁筒８内に
納められて、外筒９に絶縁及び密着状態に挿入さ
れ、その後、係止片９ａ，９ｂを付設することに
より、外筒９中の所定の位置に保持される。 外筒９は排気管又は、排ガス還流管の１部であ
り、排気管に本装置が付設された場合には、排ガ
スの上流側Ｆはイグゾーストマニホールド側、下
流側Ｂは排気口側である。一方、排ガス還流管に
本装置が付設された場合には、排ガスの上流側Ｆ
はイグゾーストマニホールド側、下流側Ｂはイン
テークマニホールド側である。 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５
及びメタライズ層３をそのまま通り抜け、孔目の
径が大きい自己通電発熱型セラミツク海綿状構造
体加熱器１に至り、排ガスは、カーボン微粒子を
含んだまま、加熱器１を通過する。 次いで、排ガスは加熱器１とフイルタ２との界
面７を通り抜け、孔目の径が小さい自己通電発熱
型セラミツク海綿状構成体フイルタ２に至り、こ
こで排ガス中に含まれている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４
及び金網６を通り抜けて、フイルタ装置外へ排出
され、下流の排気口の方向Ｂに向かう。この結
果、カーボン微粒子はフイルタ２中に分散捕捉さ
れる。 このとき、スイツチ１４をオンしておくことに
より、円筒状積層体の両端の金網５，６間に通電
されて、金網６、メタライズ層４、フイルタ２、
界面７、加熱器１、メタライズ層３及び金網５を
通つて電流が流れ、自己通電発熱性である加熱器
１及びフイルタ２が発熱する。 そして排ガスはまずフイルタ２の慮過にかかる
前に、加熱器１の孔の中を通過中に孔の壁面から
熱を吸収することにより高温となるので、排ガス
がフイルタ２に至つた時、フイルタ２特にフイル
タ２の排ガス上流側が排ガスにより冷却されるこ
とがなくてフイルタ２中におけるカーボン微粒子
の燃焼消滅が阻害されず、フイルタ２中に分散し
て捕捉されたカーボン微粒子が全て完全に燃焼
し、フイルタ２の目詰まりが発生することがない
のである。 また、第１図に示すように、車体側が接地（グ
ランド）側であり、更に金網５、メタライズ層３
及び導線１２が接地側であり、一方、金網６、メ
タライズ層４及び導線１３が反接地側である。従
つて、加熱器１の上流側排ガス流入端面が冷却さ
れ、カーボン微粒子が堆積しても、上流側は同じ
接地側であるのでシヨートや漏電が発生すること
がない。また、金網６、メタライズ層４及び導線
１３は反接地側であるが、下流側であるので、そ
の排ガス中にはカーボン微粒子が燃焼されて含有
されておらず、カーボン微粒子の堆積がないの
で、シヨートや漏電が発生することがない。更
に、加熱器１とフイルタ２とが排ガスの流路を形
成するように直列に接続されるとともに、その対
向する端部同志（界面７）が接触して、電気的に
も直列に接続されている。従つて、加熱器１とフ
イルタ２との間に隙間がないので、排ガスの流れ
がスムーズで圧力損失が少なく、カーボン微粒子
等が堆積しにくいという効果がある。また、加熱
器１とフイルタ２とを独立して配線するのではな
いので、配線用のリード線等が不要になり、カー
ボン微粒子が付着しても、周辺の管壁等との間の
シヨートや漏電が生じにくいという利点がある。
更に、加熱器１とフイルタ２とを接触させるだけ
で電気的に直列に構成されるので、構造が簡単で
あり、その点からもシヨートや漏電が防止できる
という効果がある。 上記の海綿状構造体は排ガス中のカーボン微粒
子が濾別されずに排ガスと共に通過するような大
きさの孔目径のものが、加熱器用として選ばれ、
１〜３mmの孔目の径が適当であり、一方、排ガス
中のカーボン微粒子がほとんど全部濾別され、排
ガスのみが通過するような大きさの孔目径のもの
が、フイルタ用として選ばれ、0.1〜１mmの孔目
の径が適当である。 次に第３図に本発明の第２実施例を示す。 ここにおいて、２１は自己通電発熱型セラミツ
クの短円筒形海綿状構造体からなる加熱器であ
り、２２は自己通電発熱型セラミツクの短円筒形
海綿状構造体からなるフイルタである。 これら加熱器２１及びフイルタ２２の端面には
各々金属質電極がメタライズ層２３，２４，２
５，２６として形成されている。そして加熱器２
１の片方のメタライズ層２３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、一方フイルタ２２の片方のメタ
ライズ層２６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２９が接触状態にあり、場合
により金網２７，２９は各々部分的にメタライズ
層２３，２６にろう付けにより電気的に接続され
ている。 更に加熱器２１のもう一方のメタライズ層２４
とフイルタ２２のもう一方のメタライズ層２５と
に挾まれてステンレス等の円形波形金網２８の表
裏が各々メタライズ層２４，２５と接触状態にあ
り、場合により金網２８は部分的にメタライズ層
２４，２５にろう付けにより電気的に接続されて
いる。 一方、金網２７，２９には各々導線３０，３１
がろう付け部分３２，３３にて接合され、碍子３
９，４０を介して、絶縁的に外筒３６の外部へ導
かれている。そして導線３０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ている。 上記の構成において、金網２７、加熱器２１、
金網２８、フイルタ２２及び金網２９より円筒状
積層体が形成され、該円筒状積層体と導線３０，
３１、スイツチ３４及び電源Ｅとを接続すると加
熱回路となり、全体で排ガスフイルタ装置を構成
するのである。 前記円筒状積層体はセラミツクの絶縁筒３５内
に納められて、外筒３６に絶縁及び密着状態に挿
入され、外筒３６の鍔部３６ｂと結合している接
合管３８の鍔部３８ａと絶縁環３７との間に記設
されたバネ材１９の押圧力により、円筒状積層体
は絶縁環３７を介して、絶縁筒３５の係止部３５
ａに付勢され、更に絶縁筒３５が外筒３６の内部
に付設された係止突条３６ａ方向に付勢されるこ
とにより、支持されている。 外筒３６は排気管又は、排ガス還流管の一部分
であつてもよいし、本発明の排ガス用フイルタ装
置の外筒として独立に成形し、排気管又は排ガス
還流管に組み込んでもよい。排気管に本装置が付
設された場合は、排ガスの上流側Ｆはイグゾース
トマニホールド側、下流側Ｂは排気口側である。
一方、排ガス還流管に本装置が付設された場合に
は、排ガスの上流側Ｆはイグゾーストマニホール
ド側、下流側Ｂはインテークマニホールド側であ
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２７
及びメタライズ層２３をそのまま通り抜け、孔目
の径が大きい自己通電発熱型セラミツク海綿状構
造体加熱器２１に至り、排ガスはカーボン微粒子
を含んだまま、加熱器２１を通過する。 次いで、排ガスは加熱器２１のもう一方のメタ
ライズ層を２４を通過し、金網２８及びフイルタ
２２のメタライズ層２５をも通過し、孔目の径の
小さい自己通電発熱型セラミツク海綿状構造体フ
イルタ２２に至り、ここで排ガス中に含まれてい
るカーボン微粒子がフイルタ２２中の孔の各所で
そのほとんどが捕捉される。その後、排ガスはフ
イルタのもう一方のメタライズ層の２６及び金網
２９を通過して、フイルタ装置外へ排出され、下
流の排気口の方向Ｂへ向かう。つまり、排ガス中
のカーボン微粒子はフイルタ２２中に分散して残
留することとなる。 このとき、スイツチ３４をオンしておくことに
より、円筒状積層体の両端の金網２７，２９間に
通電されて、金網２９、メタライズ層２６、フイ
ルタ２２、メタライズ層２５、金網２８、メタラ
イズ層２４、加熱器２１、メタライズ層２３、及
び金網２７を通つて電流が流れ、自己通電発熱性
である加熱器２１及びフイルタ２２が発熱する。 第１実施例と同様に排ガスはまずフイルタ２２
での濾過にかかる前に加熱器２１で高温に熱せら
れるので、排ガスがフイルタ２２に至つた時、フ
イルタ２２、特にフイルタ２２の排ガス上流側が
排ガスにより冷却されることがない。また第１実
施例と同様にカーボン微粒子の堆積によるシヨー
ト・漏電も防止できる。従つて、フイルタ２２中
におけるカーボン微粒子の燃焼消滅が阻害され
ず、フイルタ２２中に分散して捕捉されたカーボ
ン微粒子が全て完全に燃焼し、フイルタ２２の目
詰まりが発生することがないのである。 これらの海綿状構造体の孔目の径は、第１実施
例と同様に加熱器としては１〜３mm、フイルタと
しては0.1〜１mmが適当である。 本実施例は第１実施例と比較して、同じ加熱器
及びフイルタを使えば、カーボン微粒子の捕捉及
び燃焼効果は同様であるが、加熱器とフイルタと
を直接接合する必要がないので円筒状積層体の製
造が簡単である。 次に第４図及び第５図に本発明の第３実施例を
示す。 ここにおいて、４１は自己通電発熱性セラミツ
クの円筒形ハニカム状構造体からなる加熱器であ
り、４２は自己通電発熱型セラミツクの短円筒形
海綿状構造体からなるフイルタである。 この加熱器４１の端面とフイルタ４２の格子状
端面には各々金属質電極がメタライズ層４３，４
４，４５，４６として形成されている。 加熱器４１のメタライズ層４４とフイルタ４２
のメタライズ層４５とに挾まれてステンレス等の
円形波形金網４８の表裏が各々メタライズ層４
４，４５と接触状態にあり、場合により金網４８
は部分的にメタライズ層４４，４５にろう付けに
より電気的に接続されている。 加熱器のもう一方の格子状端面のメタライズ層
４３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。 同様にフイルタ４２のもう一方の端面のメタラ
イズ層４６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４９が接触状態にあり、
場合により金網４９は部分的にメタライズ層４６
に、ろう付けにより電気的に接続されている。 上記、金網４７，４９には各々導線５７，５８
がろう付け部分５７ａ，５８ａにて電気的に接続
され、碍子５９，６０を介して、絶縁的に外筒５
３の外部へ導出されている。 導線５７は電源Ｅの一方の極へスイツチ６１を
介して接続され、電源Ｅとスイツチ６１の間で車
体に接地されている。一方、導線５８は電源Ｅの
他の極へ接続されている。 上記の構成において、金網４７、ハニカム状加
熱器４１、金網４８、海綿状フイルタ４２及び金
網４９により円筒状積層体が形成され、該円筒状
積層体と導線５７，５８、スイツチ３４及び電源
Ｅとも接続すると加熱回路となり、全体で排ガス
用フイルタ装置を構成するのである。 前記円筒状積層体はセラミツクの絶縁筒５２内
に納められて、外筒５３に絶縁及び密着状態に挿
入され、外筒５３の鍔部５３ｂと結合している接
続管５５の鍔部５６と絶縁環５４との間に配設さ
れたバネ材６２の押圧力により、絶縁環５４を介
して絶縁環５２の係止部５２ａに付勢され、更に
外筒５３の内部に付設された係止突条条５３ａ方
向に付勢されることにより支持されている。 外筒５３は排気管又は排ガス還流管の一部分で
あつてもよいし、本発明の排ガス用フイルタ装置
の外筒として独立に成形し、排気管又は排ガス還
流管に組み込んでもよい。排気管に本装置が付設
された場合には、排ガスの上流側Ｆはイグゾース
トマニホールド側、下流側Ｂは排気口側である。
一方排ガス環流管に本装置が付設された場合に
は、排ガスの上流側Ｆはイグゾーストマニホール
ド側、下流側Ｂはインテークマニホールド側であ
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４７
をそのまま通り抜け、自己通電発熱型セラミツク
ハニカム状構造体加熱器４１に至り、排ガスはカ
ーボン微粒子を含んだまま、加熱器４１の壁５０
で支切られた導通孔５１を通過する。 次いで排ガスは金網４８及びフイルタ４２のメ
タライズ層４５を通過し、孔目の径の小さい自己
通電発熱型セラミツク海綿状構造体フイルタ４２
に至り、ここで排ガス中に含まれているカーボン
微粒子がフイルタ４２中の孔の各所でそのほとん
どが捕捉される。その後、排ガスはフイルタの一
方のメタライズ層４６及び金網４９を通過して、
フイルタ装置外へ排出され、下流の排気口の方向
Ｂへ向かう。つまり、排ガス中のカーボン微粒子
はフイルタ４２中に分散して残留することとな
る。 このとき、スイツチ６１をオンしておくことに
より、円筒状積層体の両端の金網４７，４９間に
通電されて、金網４９、メタライズ層４６、フイ
ルタ４２、メタライズ層４５、金網４８、メタラ
イズ層４４、加熱器４１、メタライズ層４３及び
金網４７を通つて電流が流れ、自己通電発熱性で
ある加熱器４１及びフイルタ４２が発生する。 そして第１実施例と同様に、排ガスはまずフイ
ルタ４２の濾過にかかる前に加熱器４１の導通孔
５１を通過中に、壁５０から熱を吸収することに
より高温となるので、排ガスがフイルタ４２に至
つた時、フイルタ４２、特にフイルタ４２の排ガ
ス上流側が排ガスにより冷却されることがない。
また第１実施例と同様にカーボン微粒子の堆積に
よるシヨート・漏電も防止できる。従つて、フイ
ルタ４２中におけるカーボン微粒子の燃焼消滅が
阻止されず、フイルタ４２中に分散して捕捉され
たカーボン微粒子が全て完全に燃焼し、フイルタ
４２の目詰まりが発生することがないのである。 ここで使用される加熱器４１のハニカム状構造
体の導電孔５１の大きさは20〜200セル／in²に設
定することが、排ガスを十分加熱する上で適当で
ある。又、フイルタ４２の海綿状構造体の孔目の
径は20〜50セル／in（約0.1〜１mmの孔径）が適当
である。 第３実施例は、第１、２実施例に比較して排ガ
スの通路が大き通過しやすいので圧力損失がより
少なくてすむ。 上記の各々の実施例において、加熱器あるいは
フイルタとして使われる海綿状構造体は、連通孔
を分布状に有する自己通電発熱型導電性セラミツ
クであるが海綿状構造体以外に多数の自己通電発
熱型導電性セラミツク線状素体の集合構造体、例
えば、フエルト状若しくは織布状成形体をフイル
タあるいは加熱器として使用できる。 上記の海綿状構造体の製造方法は、組成を焼成
時に海綿状となるように配合された生のセラミツ
クを使つて焼成製造する以外に、例えば、次の如
く成される。 炭素珪素あるいは二珪素モリブデン等の主成分
の他に、アルミナ、シリカ等の原硫微粉末、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℃前後で焼成するとにより得られ
る。 上記の海綿状構造体製造方法において、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、乾燥した後、あるいは２種のフオームを
別々に浸漬乾燥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実施例における加
熱器とフイルタとを一体とした海綿状構造体を製
造することができる。 金属質電極手段は海綿状構造体あるいはハニカ
ム状構造体の両端面に、例えば、白金等の金属粉
末ペーストあるいはニツケル、コバルト等の珪素
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、特に、海綿状構造体など
は端面全面に形成しなくても、格子状、縞状等に
形成してもよい。 又、ハニカム状構造体を製造するには、例えば
次のようになされる。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
の原料微粉末、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
練して調合物を作り、これを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、楕
円形等の所定の形状を構成するように多数のスリ
ツトからなるダイズより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
することにより生のハニカム状構造体を得ること
ができる。又、ハニカム状構造体の導通孔の形状
は四角柱、六角柱、三角柱等の各種の形態を選択
することが可能である。 上記したごとく、使用されるセラミツク原料
は、炭化珪素（化学式SiC）あるいは二珪化モリ
ブデン（化学式MoSi₂）等を主成分とするものが
使用されるが、特に二珪化モリブデンを主成分と
したものは温度に対する電気抵抗の変化が、使用
される全温度領域で優れた正特性を示すので温度
調節がしやすい。 電極を設ける部分は、円筒状積層体の両端面の
全面とは限らず、例えば網目状になるように設け
る場合も含む。 円筒状積層体の両端面に電極を設けると、排ガ
ス流動方向と電流方向とが平行であり、しかも加
熱器とフイルタが電気的に直列に接続されている
ので、特に加熱器及びフイルタに二珪化モリブデ
ン等の正特性を有する自己通電発熱型セラミツク
を採用した場合、加熱器の側、特に排ガスが流入
する前面は比較的低温となる。従つて加熱器の電
気抵抗値が下がり、全体として電流量が増加し、
そのためフイルタ部分の発熱量がより増加して全
体として温度は低下せず、カーボン微粒子が燃え
残ることがなく目詰まりしない。 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または合
金、白金とパラジウムの混合または合金などの触
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。 ［効果］ 以上説明した如く、本発明の排ガスフイルタ装
置は、予め排ガスを排ガスとの接触面積の大きい
自己通電発熱型加熱器により、速やかに加熱昇温
することができ、カーボン堆積によるシヨート・
漏電も防止できる構造である。従つて、フイル
タ、特にフイルタの前面（上流側端面）の温度を
低下させることなく、十分な加熱がなされ、フイ
ルタ中でのカーボン微粒子の燃焼を完全なものと
できるので、自動車の運動中においても、カーボ
ン微粒子をフイルタから除去でき、排ガスの目詰
まりを防いで、エンジン出力がフイルタ部位で圧
力損失によつて低下するのを防止ぐことができる
のである。 また、筐体側が接地側であり、更に加熱器の上
流端面が接地側であり、フイルタの下流側の端面
が反接地側である。従つて、上流側端面にカーボ
ン微粒子が堆積しても、上流側は同じ接地側であ
るのでシヨートや漏電が発生することがない。ま
た、下流側端面は反接地側であるが、下流側であ
るので、その排ガス中にはカーボン微粒子が燃焼
されて含有されておらず、カーボン微粒子の堆積
がないので、シヨートや漏電が発生することがな
い、更に、加熱器とフイルタとが直列に接続され
一体に形成されるとともに電気的にも直列に接続
されている。従つて、加熱器とフイルタとの隙間
がないので、排ガスの流れがスムーズで圧力損失
が少なく、カーボン微粒子等が堆積しにくいとい
う効果がある。また、加熱器とフイルタとを独立
して配線するのではないので、例えば配線用のリ
ード線等が不要になり、カーボン微粒子が付着し
ても、周辺の管壁等との間のシヨートや漏電が生
じにくいという利点がある。更に、加熱器とフイ
ルタとを接触させるだけで電気的に直列に構成さ
れるので、構造が簡単であり、その点からもシヨ
ートや漏電が防止できるという効果がある。 次に従来例との比較試験について述べる。 比較試験 排ガス用フイルタ装置は第１表に示す仕様の第
３実施例と同じもの、比較例としては、加熱器部
分が存在しない以外は全て第１実施例と同じもの
を使用し、常温空気の流量毎分1.5F^を排ガス流量
とみなして、加熱器側から流し込んで、圧力損
失、飽和消費電力及び飽和温度を測定した。

【表】 以上の比較試験により第２表に示す如くの結果
を得た。

【表】 この結果から明らかな如く、同じ消費電力であ
りながら、フイルタ前面における飽和温度が、実
施例では650℃で、カーボン燃焼に必要な温度で
ある600℃以上となつており、比較例においては
550℃で600℃以下であつて、カーボン微粒子が燃
え残つて堆積し、目詰まりを生ずることになる。 また、カーボン微粒子が加熱器の上流側排ガス
流入端面に堆積してもシヨート・漏電は生じなか
つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本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図はその−断面図、第
３図は本発明の第２実施例の断面図、第４図は本
発明の第３実施例の断面図、第５図はその−
断面図である。 １，２１，４１……自己通電発熱型加熱器、
２，２２，４２……自己通電発熱型フイルタ、
５，６，２７，２８，２９，４７，４８，４９…
…円形波形金網、３，４，２３，２４，２５，２
６，４３，４４，４５，４６……メタライズ層、
１２，１３，３０，３１，５７，５８……導線、
１９，６２……バネ材、８，３５，５２……絶縁
筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 装置を格納する筐体側を接地側とし、装置へ
   の通電による加熱によつて排ガス中の可燃性粒子
   を除去する排ガス用フイルタ装置であつて、 自己通電発熱型のフイルタの上流側に、該フイ
   ルタより排ガスとの接触面積の大きい構造体をな
   す自己通電発熱型の加熱器を配し、該加熱器の上
   流側排ガス流入端面を接地側の電極とするととも
   に、上記フイルタの下流側排ガス流出端面を反接
   地側の電極とし、上記フイルタと加熱器とを直列
   に接続して一体に形成するとともに電気的にも直
   列に接続した排ガス用フイルタ装置。 ２ 加熱器が多数の通孔を有するハニカム状構造
   体からなる特許請求の範囲第１項記載の排ガス用
   フイルタ装置。 ３ 加熱器が連通孔を分布状に有する海綿状構造
   体からなる特許請求の範囲第１項記載の排ガス用
   フイルタ装置。 ４ 加熱器が連通孔を分布状に有する多数の線状
   素体の集合構造体からなる特許請求の範囲第１項
   記載の排ガス用フイルタ装置。 ５ 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。