JPH06173645A

JPH06173645A - 排気ガス処理装置

Info

Publication number: JPH06173645A
Application number: JP4349949A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawamura; 英男河村
Original assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Current assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1994-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】この排気ガス処理装置は、パイプ状のフィル
タを導電性繊維状セラミックスで作製し、フィルタに常
時通電してパティキュレートを焼却処理する。【構成】本発明は、導電性繊維状セラミックスから作
製した上流側端部を開口し且つ下流側端部を閉鎖した多
数のパイプ状フィルタ４にターボチャージャの発電機か
らの電力を供給し、フィルタ４で捕集されるパティキュ
レートを燃焼させる。多数のフィルタ４は、排気通路２
内に排気ガスの流れ方向に長手方向に互いに非接触状態
に配置されて端部を導電性接続部材１５で接続され、フ
ィルタ４は連続したヒータに構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジン、燃焼炉、
焼却炉等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ケース内に配置されたフィルタを
有する排気ガス処理装置に関する。

【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す
す、ＨＣ等に変化し、それらが凝集してパテキュレート
となり、空中に放出される。そして、スモークは微粒化
された炭素とその外周に炭化水素が付着したパティキュ
レートになり、該パティキュレートが大気中に浮遊する
ので、都市環境の汚染が進み、空気の透明度が極端に悪
化進行する。

【０００３】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、例えば、コーディエライト（２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）により作製された気
孔性のハニカム構造のフィルタを排気通路に並列に２組
配置したディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置が開
示されている。該ディーゼルエンジンの排気微粒子浄化
装置は、排気ガスを一方のハニカム構造のフィルタに通
し、該フィルタで排気ガス中のカーボンを濾過し、その
フィルタにカーボンが堆積して目詰まりした場合に、そ
のフィルタに排気ガスを流すのを遮断し、別のフィルタ
に排気ガスを流すように切り換え、目詰まりしたフィル
タの下流側から空気を送り込み、そのフィルタを加熱し
て目詰まりしているカーボンを焼却するものである。こ
のようなディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置とし
て、例えば、実開平１−１４４４２７号公報に開示され
たものがある。

【０００４】また、実開平１−１３６６１７号公報に
は、パティキュレートフィルタが開示されている。該パ
ティキュレートフィルタは、導電性セラミックスから成
るヒータを兼ねる薄肉のポーラスエレメントを複数段に
配設し、該各ポーラスエレメントに電力を個別に供給可
能且つ該各電力を制御可能に構成したものである。

【０００５】また、実開平３−１１６７２２号公報に
は、ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置が開示されて
いる。該ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置は、長手
方向に伸びる多数のセルが形成された柱状のセラミック
フィルタと、前記フィルタの外周に設けられた電熱部材
とを有し、前記セルのうち複数のものには、熱伝導性の
良い粉末が充填されているものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなスモークを除去する装置は、従来から多く開発さ
れているが、いずれも欠点が存在し、実用に供し得ない
のが現状である。例えば、コージェライト等のセラミッ
クフィルタを用いている排気ガス浄化装置は、カーボン
の焼却時に過熱によってフィルタを構成しているセラミ
ックスに割れ、クラック、焼損等が発生してフィルタが
破損してしまう問題があり、実用上好ましくないもので
ある。

【０００７】また、ディーゼルエンジンから排気される
排気ガスに含まれているカーボン、ＨＣ等のパティキュ
レート或いはスモークは、直径が２００Å程度と言われ
ているが、それらは次第に凝集して１０μｍ〜２０μｍ
の直径を持つ煤に成長する。これらの煤は、通常、６０
０℃〜７００℃の温度で酸素が存在すれば燃焼して炭酸
ガスになる。

【０００８】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、エンジン、燃焼炉、焼却炉等から
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
まれるケース内に配置されたフィルタを有し、ディーゼ
ルエンジン（Ｄ）から排気される排気ガスに含まれるカ
ーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート（Ｐ）をフィル
タ（Ｆ）で捕集して焼却するＤＰＦ即ち排気ガス処理装
置に係わり、パイプ状即ち筒状のフィルタを導電性繊維
状セラミックスで作製し、排気ガス流れの上流側端部を
開口し且つ下流側端部を閉鎖し、そのパイプ状のフィル
タに排気ガスを流してフィルタでカーボン、煤、ＨＣ等
のパティキュレートを捕集するように構成し、特に、導
電性繊維状セラミックスをＴｉＯ₂−Ｓｉ₃Ｎ₄又はＳ
ｉＣ−ＺｒＢ₂で作製し、そのフィルタに通電してカー
ボン、煤、ＨＣ等のパティキュレートを焼却して排気ガ
スを浄化する排気ガス処理装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、排気通路に組み込むケース内に排気ガスの
流れ方向に長手方向に配置され且つ上流側端部を開口し
且つ下流側端部を閉鎖した排気ガスを濾過する通電性繊
維状セラミックスから作製した多数の筒状フィルタ、該
フィルタを互いに非接触状態に隔置して前記フィルタ間
に形成されるガス通路、前記各フィルタの端部を電気的
にそれぞれ対にして結線し且つ前記各フィルタを直列に
接続するセラミックスに導電金属を含浸させた導電性接
続部材、前記各フィルタの上流端部間を密封して前記フ
ィルタを前記ケース内に組み込む非導電性材料から成る
縁部材、及び前記フィルタに通電する電力を供給する電
力供給源、を有することを特徴とする排気ガス処理装置
に関する。

【００１０】また、この排気ガス処理装置において、前
記電力供給源はエンジンの排気ガスエネルギーで駆動さ
れるターボチャージャの作動によって発電する発電機で
構成したものである。

【００１１】また、この排気ガス処理装置において、前
記フィルタを構成する前記導電性繊維状セラミックス
は、ＴｉＯ₂−Ｓｉ₃Ｎ₄又はＳｉＣ−ＺｒＢ₂で構成
したものである。即ち、前記フィルタは繊維状の導電性
セラミックスを固体化し、その中央部に孔を明けて筒状
に形成して作製したものである。

【００１２】また、この排気ガス処理装置は、エンジン
に設けたターボチャージャの後流の排気通路に連通する
排気管に組み込まれるケース内に排気ガスの流れ方向に
長手方向に互いに非接触状態に隔置された通電性繊維状
セラミックスから作製した多数の筒状フィルタ、前記フ
ィルタで捕集されるパティキュレートを焼却するため前
記フィルタに電力を供給する電力供給源、前記排気通路
から分岐した前記フィルタをバイパスするバイパス通
路、前記排気管に設置した排気管バルブアクチュエータ
で開閉作動する排気管制御バルブ、前記バイパス通路に
設置したバイパスバルブアクチュエータで開閉作動する
バイパス制御バルブ、エンジン回転数を検出する回転セ
ンサー、及び該回転センサーの検出信号に応答して前記
排気管バルブアクチュエータと前記バイパスバルブアク
チュエータを作動して前記排気管制御バルブと前記バイ
パス制御バルブの開閉作動を制御するコントローラ、を
有するものである。

【００１３】

【作用】この発明による排気ガス処理装置は、上記のよ
うに構成されており、次のように作用する。即ち、この
排気ガス処理装置は、導電性繊維状セラミックスから作
製した筒状フィルタを導電性接続部材で電気的に直列に
接続したので、前記フィルタを連続した加熱ヒータに構
成でき、電力供給源からの電力を供給して前記フィルタ
で捕集されるカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート
を燃焼させてガスとして放出することができ、前記フィ
ルタ内にはパティキュレートが過剰に堆積することがな
く、前記フィルタは常に良好な状態で排気ガスを浄化す
ることができ、前記フィルタを長期間連続して使用する
ことができる。

【００１４】また、導電性接続部材はセラミックスに導
電金属を含浸させたので接触が極めてスムースであり、
フィルタの電気的接続部が高強度となり、耐熱性にも優
れているので、長期間使用しても、特に接続部の信頼性
に富み、耐久性を向上でき、安定した捕集能力を発揮で
きる。

【００１５】また、電力供給源として、エンジンの排気
ガスエネルギーで駆動されるターボチャージャの作動に
よって発電する発電機を利用したので、前記フィルタに
通電するため多量の電力が必要であるが、前記フィルタ
に供給される電力はターボチャージャに設けた発電機を
使用し、排気ガスエネルギーで発電される電力であり、
電力が不足して濾過機能を低下させることがない。

【００１６】また、この排気ガス処理装置は、ターボチ
ャージャの後流の排気通路から分岐する前記フィルタを
バイパスするバイパス通路を設け、該バイパス通路にバ
イパスバルブアクチュエータで開閉作動するバイパス制
御バルブを設置し、コントローラの指令で、エンジン始
動時には、排気ガスの流れを前記フィルタに流して排気
ガスに含まれるカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレー
トを前記フィルタで捕集するように制御し、エンジン回
転が高速時には、排気ガスの流れを前記フィルタをバイ
パスするように制御し、前記フィルタに捕集されたパテ
ィキュレートを前記フィルタから常に有効に除去してお
く制御を行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による排気
ガス処理装置の実施例を説明する。図１はこの発明によ
る排気ガス処理装置を組み込んだディーゼルエンジンの
排気ガス処理のシステムの一実施例を示す概略図、図２
はこの排気ガス処理装置の一実施例を示す概略図、図３
は図２の排気ガス処理装置の要部を示す説明図、及び図
４は図３の排気ガス処理装置の端部の一部分を示す説明
図である。

【００１８】図１に示すように、この発明による排気ガ
ス処理装置は、符号１で全体的に示されており、ディー
ゼルエンジン３の排気通路２に組み込まれたＤＰＦ（デ
ィーゼル・パティキュレート・フィルタ）であり、特
に、ディーゼルエンジン３から放出される排気ガスを排
気通路２内に配置したフィルタ４を通して排気ガスに含
まれるカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレートをフィ
ルタ４で捕集し、捕集されたパティキュレートを赤熱し
たフィルタ４内で焼却してガスにし、外部に放出する排
気ガスを浄化するものである。

【００１９】ディーゼルエンジン３には、ターボチャー
ジャ５が排気マニホルド２３に接続されている。ターボ
チャージャ５は、排気ガスエネルギーで駆動されるター
ビン７、該タービン７にシャフト１１によって連結した
コンプレッサ８、及びシャフト１１上に配置され且つタ
ービン７の駆動によって発電される発電機６（通常は、
発電・電動機）を有している。発電機６は、シャフト１
１に固定された永久磁石９及び電磁コイルから構成され
ている。ターボチャージャ５から排出される排気ガス
は、排気通路２を通じて外部に排気されている。この排
気通路２には、エンジン３から放出される排気ガスを浄
化する排気ガス処理装置１が組み込まれている。

【００２０】この排気ガス処理装置１は、特に、排気ガ
スを浄化することができる導電性繊維状セラミックスか
ら作製した多数のパイプ状即ち筒状フィルタ４を有して
おり、各フィルタ４の下流側端部は閉鎖栓１６で密封さ
れ且つ上流側端部は排気ガスが吹き込まれるように開口
部２１を有している。フィルタ４は、排気通路２の一部
を構成する排気ガス処理装置１の外側ケース２０内に排
気ガスの流れ方向に長手方向に互いに隔置して配置され
且つ各フィルタ４はそれらの外周面が非接触状態で電気
的に短絡しないように配置されている。更に、各フィル
タ４の端部は、隣接する端部同志が導電性の接続部材１
５によって電気的に結線され、従って、各フィルタ４は
電気的に直列に接続されている。即ち、一対のフィルタ
４は、一端部では接続部材１５によって互いに電気的に
結線され、他端部では別の接続部材１５によってそれぞ
れ別のフィルタ４に互いに電気的に結線されており、あ
たかも各フィルタ４は接続部材１５によって両端部で千
鳥掛けに結線されている状態になっている。

【００２１】この排気ガス処理装置１は、ケース２０の
内壁面がアルミナファイバー等の遮熱材１９で遮熱され
ており、その内部にパイプ状フィルタ４が長手方向に多
数隔置して配置されている。従って、フィルタ４自体は
外部に対して遮熱された構造である。また、ケース２０
内のフィルタ４の温度を検出するため、温度センサー１
３が設けられている。フィルタ４には、発電機６からの
電力を供給するため、スイッチを設置した導線１４が結
線されている。

【００２２】この排気ガス処理装置１において、フィル
タ４に過剰にカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート
が堆積すると、フィルタ４が局部的に過熱するので、フ
ィルタ４の温度を監視しながら、フィルタ４へ電力供給
量を制御する。即ち、温度センサー１３からの検出信号
はコントローラ１０に入力され、コントローラ１０は温
度検出信号に応答してフィルタ４へ電力供給量を制御す
ると共に、送風装置１２の駆動を制御して排気ガス処理
装置１に送り込む空気量を制御することができる。好ま
しくは、フィルタ４を常時通電してフィルタ４を赤熱さ
せておけば、フィルタ４で捕集されたカーボン、煤、Ｈ
Ｃ等のパティキュレートは直ちに焼却され、炭酸ガス、
蒸気等の気体になってフィルタ４を通過して外部に放出
され、フィルタ４内へのパティキュレートの局部的な堆
積現象は発生しない。

【００２３】この排気ガス処理装置において、フィルタ
４は導電性繊維状セラミックスでパイプ状に構成されて
おり、そのセラミックスとしては、酸化チタンＴｉＯ₂
−窒化ケイ素Ｓｉ₃Ｎ₄、又は炭化ケイ素ＳｉＣ−ホウ
化ジルコニウムＺｒＢ₂を使用したものである。即ち、
フィルタ４は、ＴｉＯ₂−Ｓｉ₃Ｎ₄又はＳｉＣ−Ｚｒ
Ｂ₂の通電性セラミックスを基にして繊維状に固体化さ
せた丸柱材を作製し、その丸柱材の中央部に孔を明けた
排気ガスの透過性の良好な網状のセラミックスである。
排気ガス処理装置１は、これらのフィルタ４を隔置状態
に積層して所定のサイズに構成したものである。更に、
積層したフィルタ４の上流側端部の外周部には、酸化ア
ルミニウムＡｌ₂Ｏ₃、窒化ケイ素Ｓｉ₃Ｎ₄等の耐熱
性材料から成る縁部材２２を組み込んでガス通路１７の
上流側を閉鎖する。網状のセラミックスは、電気が通り
ながら加熱されるので、網状構造の部分全てが加熱さ
れ、その網状部分にカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュ
レートが接触すると、パティキュレートの燃焼温度にな
って焼却され、ＣＯ₂，Ｈ₂Ｏ，ＳＯ₂等のガスになっ
てフィルタ４を通過して排気される。

【００２４】また、隣接するフィルタ４の端部を対にし
て接続する導電性の接続部材１５は、Ｃｕ，Ｎｉ等の導
電金属をセラミックスに含浸させて導電通路を構成する
ものである。従って、フィルタ４と接続部材１５との接
触が極めてスムースであり、接続部が高強度になり、耐
熱性にも優れているので、長時間使用後でも信頼性に富
み、耐久性も良好である。

【００２５】このパイプ状のフィルタ４の一端部、実施
例では下流側端部を閉鎖栓１６で塞ぎ、上流側端部の開
口部２１から排気ガスを流すことによって、排気ガスに
含まれているカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート
は、フィルタ４のパイプ内壁面に捕集され、そこに堆積
するが、排気ガスはパイプ壁面を通過してフィルタ４と
フィルタ４との間の通路１７を通って排気通路２の出口
１８から外部へ放出される。

【００２６】そこで、フィルタ４のパイプ内壁面に捕集
されたカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレートは、フ
ィルタ４自体は電気を通すと赤熱してヒータの機能を果
たすので、パティキュレートはそこで燃焼して炭酸ガ
ス、蒸気等のガスとなり、該炭酸ガス、蒸気等のガス
は、同様に、パイプ壁面を通過してフィルタ４とフィル
タ４との間のガス通路１７を通ってケース２０の出口１
８から外部へ放出される。しかも、フィルタ４は、コン
トローラ１０の指令でほとんど常時通電されているの
で、パティキュレートは常に焼却され、過剰なパティキ
ュレートがフィルタ４のパイプ内壁面に堆積されること
がなく、フィルタ自体が局部的に過熱されることはな
い。

【００２７】また、フィルタ４で捕集される排気ガス中
のパティキュレートを燃焼させるため、フィルタ４に常
時通電する電力を供給する電力供給源を有している。こ
の実施例では、電力供給源は、ディーゼルエンジン３の
排気ガスエネルギーで駆動されるターボチャージャ５に
設けている発電機６を利用している。発電機６は、ター
ボチャージャ５のタービン７が排気ガスエネルギーによ
って駆動されることによって発電するものである。フィ
ルタ４に電力を送るためには、多量の電力が必要である
が、ターボチャージャ５のシャフト１１上に永久磁石９
から成る発電機６で発電すれば、例えば、４〜８ｋｗの
電力が発生し、しかも、この電力は排気ガスエネルギー
から変換されたものであるので、動力の損失はなく、効
率良くフィルタ４に利用できる。

【００２８】また、この排気ガス処理装置１は、フィル
タ４に捕集されたパティキュレートの燃焼を活発にする
ため、フィルタ４の設置位置より上流側の排気通路２に
フィルタ４へ空気を送る送風装置１２が設けられてい
る。この送風装置１２は、ターボチャージャ５に設けた
発電機６からの電力の供給で駆動されるように構成でき
る。また、この実施例の図面では、送風装置１２を別途
設けた構成が示されているが、勿論、送風装置１２を設
けることなく、ターボチャージャ５のコンプレッサ８か
ら燃焼用空気を導入するように構成できる。従って、フ
ィルタ４へ空気を送る送風装置１２を設けてフィルタ４
に空気を送り込むと、フィルタ４に捕集されたパティキ
ュレートは直ちに燃焼させられ、フィルタ４に過剰なパ
ティキュレートが堆積され、フィルタ４が目詰まりする
ことがなく有効である。しかも、送風装置１２は、同様
に、ターボチャージャ５に設けた発電機６からの電力で
作動でき、エンジン３の動力損失になることはない。

【００２９】更に、ターボチャージャ５を備えたエンジ
ン３では、始動時を除いてスモークの発生レベルは低い
ので、エンジン始動時には、排気ガスの流れを排気ガス
処理装置１のフィルタ４に流すように制御し、エンジン
３の回転数が大きい時即ちエンジン回転が高速時には、
排気ガスの流れを排気ガス処理装置１のフィルタ４をバ
イパスするように制御することができる。このように、
エンジン３の作動状態に応じて排気ガス処理装置１のフ
ィルタ４への排気ガスの流れを制御すれば、フィルタ４
に捕集されたカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート
は、常に有効に除去されることになる。場合によって
は、エンジン回転数を検出する代わりに、エンジン作動
状態としてエンジン負荷を検出して、低負荷時には排気
ガスの流れを排気ガス処理装置１のフィルタ４をバイパ
スし、高負荷時には排気ガスの流れを排気ガス処理装置
１のフィルタ４を流れるように制御することができる。

【００３０】上記のように、エンジン３の作動状態に応
じて排気ガスの流れを制御する場合には、図１に示すよ
うに、排気ガス処理装置１に組み込んだ排気系のシステ
ムを構成することができる。即ち、ターボチャージャ５
の後流の排気通路２は、排気ガス処理装置１のフィルタ
４へ通じる排気管３５と排気通路２から分岐するフィル
タ４をバイパスするバイパス通路３４とで構成する。排
気管３５にはその通路を開閉するため、排気管バルブア
クチュエータ３１で作動する排気管制御バルブ３３を設
ける。また、バイパス通路３４にはその通路を開閉する
ため、バイパスバルブアクチュエータ３２で作動するバ
イパス制御バルブ３０を設ける。更に、エンジン３に
は、エンジン回転数を検出する回転センサー３６を設け
る。コントローラ１０は、回転センサー３６の検出信号
に応答して、排気管バルブアクチュエータ３１を作動し
て排気管制御バルブ３３の開閉作動を制御し、バイパス
バルブアクチュエータ３２を作動してバイパス制御バル
ブ３０の開閉作動を制御する。

【００３１】この排気ガス処理装置のコントローラ１０
の指令による作動処理の一実施例を説明すると、回転セ
ンサー３６で検出した回転信号即ちエンジン回転数Ｎ
は、コントローラ１０に入力される。そこで、コントロ
ーラ１０は、回転センサー３６からの検出信号即ちエン
ジン回転数Ｎと予め設定した回転数Ｎ₀を比較判断し、
エンジン回転数Ｎが設定回転数Ｎ₀より大きい時には、
スモーク等のパティキュレートの発生は低いので、エン
ジン３からの排気ガスを排気ガス処理装置１のフィルタ
４を通してパティキュレートを捕集する必要がない。そ
こで、コントローラ１０の指令で、バイパスバルブアク
チュエータ３２を作動してバイパス制御バルブ３０を開
放作動し、排気管バルブアクチュエータ３１を作動して
排気管制御バルブ３３を閉鎖する。そこで、排気ガスは
ターボチャージャ５から放出された排気ガスはバイパス
通路３４を流れ、排気ガス処理装置１のフィルタ４をバ
イパスする。そこで、所定時間だけ発電機６からの電力
を排気ガス処理装置１へ通電すれば、今までにフィルタ
４で捕集されているカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュ
レートは迅速に焼却され、有効に排気除去され、フィル
タ４は良好なパティキュレートの捕集をできる状態に復
原される。

【００３２】コントローラ１０の比較判断で、エンジン
回転数Ｎが設定回転数Ｎ₀より小さい時には、エンジン
始動時等であり、スモーク等のパティキュレートの発生
が多いので、エンジン３からの排気ガスを排気ガス処理
装置１のフィルタ４を通してパティキュレートを捕集す
る必要がある。そこで、排気管バルブアクチュエータ３
１を作動して排気管制御バルブ３３を開放し、バイパス
バルブアクチュエータ３２を作動してバイパス制御バル
ブ３０を閉鎖作動する。そこで、排気ガスはターボチャ
ージャ５から放出された排気ガスは排気管３５を流れ、
排気ガス処理装置１のフィルタ４へ流されてフィルタ４
でパティキュレートが捕集される。そこで、発電機６か
らの電力を排気ガス処理装置１へ通電すると共に、フィ
ルタ４を赤熱してフィルタ４で捕集されているカーボ
ン、煤、ＨＣ等のパティキュレートを迅速に焼却して排
気する。

【００３３】また、この排気ガス処理装置において、通
電性繊維状セラミックスの柱材の形状は、図３及び図４
に示すように、丸柱材に限らず、例えば、図５及び図６
に示すように、角柱材に形成してもよいことは勿論であ
る。図５はこの排気ガス処理装置の要部を示す別の実施
例の説明図、及び図６は図５の排気ガス処理装置の端部
の一部分を示す説明図である。図では、同一の機能を有
する部品には同一の符号を付している。柱材の中央部に
明ける孔の形状は外形形状に整合させることなく、角
孔、丸孔等の適宜な孔形状に形成することができる。通
電性繊維状セラミックスの柱材の形状を角柱材に形成し
た場合には、製造工程において各角柱材を積層すること
が容易である。

【００３４】

【発明の効果】この発明による排気ガス処理装置は、上
記のように構成されており、次のような効果を有する。
即ち、この排気ガス処理装置は、導電性繊維状セラミッ
クスから作製した下流端部を密閉し且つ上流端部を開口
した多数のパイプ状フィルタに、電力供給源からの電力
を供給するので、前記フィルタはヒータとなって赤熱
し、前記フィルタで捕集されるカーボン、煤、ＨＣ等の
パティキュレートは燃焼させられて炭酸ガス、蒸気等の
ガスになってフィルタを通過して放出される。従って、
前記フィルタ内にはパティキュレートが過剰に堆積する
ことがなく、前記フィルタは常に良好な状態で排気ガス
を浄化することができ、前記フィルタを長期間連続して
使用することができ、前記フィルタの耐久性を向上でき
る。

【００３５】特に、この排気ガス処理装置では、導電性
繊維状セラミックスの前記フィルタを、セラミックスに
導電金属を含浸させた導電性接続部材で接続しているの
で、接触部が極めてスムースになり、接続部が高強度に
なり、耐熱性に優れているので、長時間使用しても信頼
性に富み、耐久性を向上できる。そして、前記フィルタ
は安定してカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレートを
捕集することができ、信頼性が高いものとなる。

【００３６】また、電力供給源として、エンジンの排気
ガスエネルギーで駆動されるターボチャージャの作動に
よって発電する発電機を利用したので、前記フィルタに
通電するため多量の電力が必要であるが、前記フィルタ
に供給される電力はターボチャージャに設けた発電機を
使用し、排気ガスエネルギーで発電される電力であり、
電力が不足してフィルタの浄化機能を低下させることが
なく、エンジンの動力損失になることはない。また、前
記ターボチャージャの後流の排気通路から分岐する前記
フィルタをバイパスするバイパス通路を設け、該バイパ
ス通路にバイパス制御バルブを設置し、エンジン始動時
には、排気ガスの流れを排気ガス処理装置のフィルタに
流して排気ガス処理を行うが、高速時には、排気ガスの
流れが前記フィルタをバイパスするように制御し、前記
フィルタに捕集されたパティキュレートを前記フィルタ
から常に有効に除去しておく制御を行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による排気ガス処理装置を組み込んだ
ディーゼルエンジンの排気ガス処理のシステムの一実施
例を示す説明図である。

【図２】この排気ガス処理装置の一実施例を示す概略部
分断面図である。

【図３】図２の排気ガス処理装置の要部を示す一実施例
の説明図である。

【図４】図３の排気ガス処理装置の端部の一部分を示す
説明図である。

【図５】この排気ガス処理装置の要部を示す別の実施例
の説明図である。

【図６】図５の排気ガス処理装置の端部の一部分を示す
説明図である。

【符号の説明】

１排気ガス処理装置２排気通路３ディーゼルエンジン（エンジン）４フィルタ５ターボチャージャ６発電機１５接続部材１６閉鎖栓１７ガス通路１８ケースの出口２１開口部２２縁部材３０バイパス制御バルブ３１バイパスバルブアクチュエータ３２排気管バルブアクチュエータ３３排気管制御バルブ３４バイパス通路３５排気管３６回転センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気通路に組み込むケース内に排気ガス
の流れ方向に長手方向に配置され且つ上流側端部を開口
し且つ下流側端部を閉鎖した排気ガスを濾過する通電性
繊維状セラミックスから作製した多数の筒状フィルタ、
該フィルタを互いに非接触状態に隔置して前記フィルタ
間に形成されるガス通路、前記各フィルタの端部を電気
的にそれぞれ対にして結線し且つ前記各フィルタを直列
に接続するセラミックスに導電金属を含浸させた導電性
接続部材、前記各フィルタの上流端部間を密封して前記
フィルタを前記ケース内に組み込む非導電性材料から成
る縁部材、及び前記フィルタに通電する電力を供給する
電力供給源、を有することを特徴とする排気ガス処理装
置。
【請求項２】前記電力供給源はエンジンの排気ガスエ
ネルギーで駆動されるターボチャージャの作動によって
発電する発電機で構成したことを特徴とする請求項１に
記載の排気ガス処理装置。
【請求項３】前記フィルタを構成する前記導電性繊維
状セラミックスは、ＴｉＯ₂−Ｓｉ₃Ｎ₄又はＳｉＣ−
ＺｒＢ₂で構成されていることを特徴とする請求項１に
記載の排気ガス処理装置。
【請求項４】エンジンに設けたターボチャージャの後
流の排気通路に連通する排気管に組み込まれるケース内
に排気ガスの流れ方向に長手方向に互いに非接触状態に
隔置された通電性繊維状セラミックスから作製した多数
の筒状フィルタ、前記フィルタで捕集されるパティキュ
レートを焼却するため前記フィルタに電力を供給する電
力供給源、前記排気通路から分岐した前記フィルタをバ
イパスするバイパス通路、前記排気管に設置した排気管
バルブアクチュエータで開閉作動する排気管制御バル
ブ、前記バイパス通路に設置したバイパスバルブアクチ
ュエータで開閉作動するバイパス制御バルブ、エンジン
回転数を検出する回転センサー、及び該回転センサーの
検出信号に応答して前記排気管バルブアクチュエータと
前記バイパスバルブアクチュエータを作動して前記排気
管制御バルブと前記バイパス制御バルブの開閉作動を制
御するコントローラ、を有することを特徴とする請求項
１に記載の排気ガス処理装置。